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2019 | OriginalPaper | Chapter

Application of Regularised Cavitation Algorithm for Transient Analysis of Rotors Supported in Floating Ring Bearings

Authors : Steffen Nitzschke, Elmar Woschke, Christian Daniel

Published in: Proceedings of the 10th International Conference on Rotor Dynamics – IFToMM

Publisher: Springer International Publishing

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Abstract

In order to analyse the dynamical behaviour of fast-rotating, lightly loaded rotors with floating ring bearings, which mainly occur in turbochargers, a suitable simulation method is required. For that purpose, an online solution of the Reynolds differential equation within a transient rotor dynamic simulation is applied. In addition to the hydraulic coupling of inner and outer lubrication film in the floating ring bearing, a mass-preserving cavitation model is introduced. Therefore, the algorithm of Elrod is adopted by use of a regularisation scheme in the differential equation in order to eliminate the originally occurring numerical problems under transient loads. The developed program is validated based on data available in the literature, as well as on the basis of test rig measurements for a passenger car turbocharger. Finally, the achievable result quality is examined in relation to the computational cost under successive reduction of the hydrodynamic modeling depth.

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Footnotes
1
Transient tilting and transient film fraction have to be omitted here.
 
2
The full parameter set is given in [4].
 
Literature
2.
3.
go back to reference Kumar A, Booker JF (1991) A finite element cavitation algorithm. J Tribol 113(2):279–284 Kumar A, Booker JF (1991) A finite element cavitation algorithm. J Tribol 113(2):279–284
4.
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6.
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11.
go back to reference Woschke E, Daniel C, Kraft C (2015) Hochlaufsimulation II - Nichtlineare Mehrkörpersimulation des Hochlaufverhaltens von ATL-Rotoren in Schwimmbuchsenlagern unter Verwendung nutzergeschriebener Kraftroutinen innerhalb kommerzieller MKS-Programme. Technical report, Institut für Mechanik, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Institut für Tribologie und Energiewandlungsmaschinen, TU Clausthal Woschke E, Daniel C, Kraft C (2015) Hochlaufsimulation II - Nichtlineare Mehrkörpersimulation des Hochlaufverhaltens von ATL-Rotoren in Schwimmbuchsenlagern unter Verwendung nutzergeschriebener Kraftroutinen innerhalb kommerzieller MKS-Programme. Technical report, Institut für Mechanik, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Institut für Tribologie und Energiewandlungsmaschinen, TU Clausthal
Metadata
Title
Application of Regularised Cavitation Algorithm for Transient Analysis of Rotors Supported in Floating Ring Bearings
Authors
Steffen Nitzschke
Elmar Woschke
Christian Daniel
Copyright Year
2019
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-99272-3_26

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