تحلیلی سه بعدی عددی مشخصه های هیدرودینامیکی یاتاقان ژورنال شیار محوری تحت میدان مغناطیسی با روانکار فروفلوید

در این مطالعه، تحلیل مشخصه های هیدرودینامیکی یاتاقان ژورنال شیار محوری در جریان آرام، درحالت استاتیکی و تحت میدان مغناطیسی با روانکار فروفلوید، با استفاده از تکنیک های دینامیک سیالات محاسباتی انجام شده است. در تحلیل سه بعدی مسئله، معادلات حاکم بر جریان، معادله ی ناویر استوکس اصلاح شده در سه جهت و معادله ی پیوستگی به طور همزمان با ویسکوزیته وابسته به ورتیسیته و میدان مغناطیسی، حل شده است. معادلات برای استفاده در فضای محاسباتی به کمک نگاشت همدیس، انتقال یافته و با روش حجم کنترل و استفاده از روش تفاضل هیبرید، شکل گسسته شده ی این معادلات انتقال یافته، به دست آمده است و با الگوریتم سیمپل حل شده است. در این میان تأثیرات خلأ زایی نیز با فرض عدم تغییر فاز سیال و این که در فشار های کمتر از فشار بخار سیال عامل، خلأ زایی اتفاق افتاده و در تمام این محدوده فشار روانکار برابر با فشار بخار روانکار خواهد بود، تحلیل شده است. به کمک این روش توزیع فشار و سرعت در جهت محیطی، در طول یاتاقان و نیز در عرض ضخامت فیلم سیال روانکار برای مقادیر مختلف ضریب مغناطیسی، کسر حجمی ذرات، خروج از مرکزیت و عدد رینولدز و نیز بدون فرضیات ساده کننده ی معمول به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که تحت شرایطی، جریان جدا شده در مجاورت بیشترین ضخامت فیلم روانکار به خاطر وجود گرادیان فشار نا مطلوب به وجود می آید. به علاوه گستره ی ناحیه ای که در آن خلأ زایی اتفاق افتاده ومقدار فشار بیشینه ی روانکار در جهت محوری کاهش می یابد. همچنین، نتایج به خوبی نشان می دهد که وجود میدان مغناطیسی، افزایش کسر حجمی ذرات، افزایش غلظت حجمی ذرات معلق و کمتر شدن فاصله ی سیم حامل جریان از مرکز یاتاقان، افزایش قابل توجهی را در فشار بیشینه و در نتیجه ظرفیت حمل بار به وجود می آورد.