The invention provides a method for obtaining dynamic characteristic coefficient of seal based on least square method, which includes the following steps: setting the force and displacement of the rotor as a linear relationship, ignoring the influence of higher order derivative of eddy motion, using stiffness and damping matrix of dynamic characteristic coefficient of the rotor seal to obtain the displacement model of force; using O as a coordinate system with X as abscissa coordinate and y as a longitudinal coordinate. The origin is used to establish the coordinate system; the eccentric position of the rotor at t moment is set to whirl with elliptic trajectory, and the eccentric position is taken as the center of the whirl to obtain the parametric equation of the elliptic whirl trajectory; the residual values in X direction and Y direction are obtained according to the parametric equation, displacement model and least square method; the functional expressions of the total residual square and S are determined according to the residual values in two directions; and the function expressions of the total residual square and S are The partial derivatives of eight dynamic characteristic coefficients of seals are obtained by the function expression, and the partial derivatives of eight dynamic characteristic coefficients of seals are obtained, and eight dynamic characteristic coefficients of seals are obtained by solving the partial derivatives of eight dynamic characteristic coefficients of seals.
【技术实现步骤摘要】
一种基于最小二乘法的密封动力特性系数获取方法
本专利技术涉及一种透平机械密封动力特性系数数值获取方法,具体涉及一种基于最小二乘法的密封动力特性系数获取方法。
技术介绍
由于旋转透平机械逐步向超大型、高压比、高转速的发向发展,转子的工作条件越来越恶劣,由密封引起的气流激振日益突出,对旋转透平机械的稳定运行及其产生的经济效益影响较大。研究表明,密封内流体流动是气流激振力的主要来源之一,人们通常采用八个刚度与阻尼系数来表示密封动力特性。目前,对密封动力特性系数的识别主要分为实验法、理论法和计算流体力学法(CFD)三种方法。与计算流体力学方法相比,采用实验法在做实验过程中一方面往往会受到实验条件的限制和影响以至于难以模拟复杂工况,现如今旋转机械正往高参数条件下发展,无疑在做实验过程中很大程度上增加了难度,不利于实验的完成,且实验在流场细节等方面的测试较为困难。目前理论法中使用最为广泛的是BulkFlow模型方法,该方法假设条件太多,引起假设与实际密封腔内气流的流动规律差别较大,从而导致求解精度较低。然而,计算流体力学法就可以很好的解决以上两种方法中所提出的问题。随着计算机硬件的高速发展及其计算能力的不断提高,计算流体力学方法正在受到越来越多的应用。CFD方法对任意的密封几何和操作工况具有普适性,并且对密封流体流动特征提供了可视化的分析技术。目前运用数值模拟对密封动力特性识别的方法分为稳态法和瞬态法两类。稳态法中,假设转子做理想状态下的同轴旋转运动,在转子中心建立旋转坐标系,可将非稳态的运动转化为稳态。但稳态法在实际应用过程中局限性较多,如:(1)转子实际涡动轨迹较 ...
【技术保护点】
1.一种基于最小二乘法的密封动力特性系数获取方法,用于对转子的密封动力特性系数进行获取,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,设定所述转子的力和位移为线性关系,并忽略涡动高阶导数带来的影响,利用所述转子的密封动力特性系数的刚度以及阻尼矩阵表示所述转子的力的位移模型:
【技术特征摘要】
1.一种基于最小二乘法的密封动力特性系数获取方法,用于对转子的密封动力特性系数进行获取,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,设定所述转子的力和位移为线性关系,并忽略涡动高阶导数带来的影响,利用所述转子的密封动力特性系数的刚度以及阻尼矩阵表示所述转子的力的位移模型:步骤2,将所述转子的密封中心O作为以x为横坐标,y为纵坐标的坐标系的原点来建立(x,y)坐标系;步骤3,设定所述转子在t时刻的偏心位置上以椭圆轨迹进行涡动,并将所述偏心位置作为涡动中心,记坐标为(x0,0),则得到椭圆的涡动轨迹的参数方程;步骤4,根据公式(1)和所述椭圆的涡动轨迹的参数方程得到:而后通过最小二乘法原理和公式(2)得到水平x方向的残差值和铅垂y方向的残差值,分别为:步骤5,根据公式(3)和公式(4)来确定总残差平方和S是关于八个密封动力特性系数Kxx、Kyx、Kyy、Kxy、Cxx、Cyx、Cyy、Cxy的函数表达式,即所述总残差平方和S为:步骤6,利用公式(5)分别对所述八个密封动力特性系数求偏导数,令八个所述偏导数为零,即所述总残差平方和S最小,而后得到对所述八个密封动力特性系数求偏导数的方程组,分别为:对四个刚度系数的求偏导数的方程组为:对四个阻尼系数的求偏导数的方程组为:步骤7,联立公式(6)和公式(7),而后根据8个方程求解出对应的8个未知数,即可得到八个所述密封动力特性系数Kxx、Kyx、Kyy、Kxy、Cxx、Cyx、Cyy、Cxy的值,公式(1)-(7)中,t为时间变量,Kxx表示...
【专利技术属性】
技术研发人员:张万福,尹露,顾乾磊,王应飞,张尧,马凯,
申请(专利权)人:上海理工大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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