Ermittlung der Fluidkräfte in Quetschfilmdämpfern mit Hilfe von aktiven Magnetlagern und CFD-Methoden:
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Aachen
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2011
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INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG 1
1.1. DER QUETSCHFILMDAEMPFER 1
1.2. ANSAETZE ZUR UNTERSUCHUNG 4
1.3. NEUE ANSAETZE ZUR EXPERIMENTELLEN UND THEORETISCHEN UNTER- SUCHUNG 6
1.4. AUSGANGSPUNKT UND ZIELE DER ARBEIT 7
2. GRUNDLEGENDE ASPEKTE 9
2.1. QUETSCHFILMDAEMPFER 9
2.1.1. ANALYTISCHE BETRACHTUNG 10
2.1.2. DAEMPFERKRAFT 11
2.1.3. KAVITATION IM FILM 12
2.1.4. FAZIT 13
2.2. AKTIVE MAGNETLAGER 14
2.2.1. FUNKTIONSWEISE 14
2.2.2. KRAFTWIRKUNG 15
2.2.3. ANWENDUNG ALS LAGER ZUR KRAFTMESSUNG 17
2.3. STROEMUNGSSIMULATION MIT NAVIER-STOKESCHEN ANSAETZEN . .. 20 2.3.1.
TURBULENZMODELLIERUNG 21
2.3.2. DISKRETISIERUNG UND LOESUNG 22
3. DER PRUEFSTAND 23
3.1. DER QUETSCHFILMDAEMPFER 23
3.1.1. KONSTRUKTIVER AUFBAU 25
3.1.2. VERWENDETES FLUID 27
3.1.3. FLUIDVERSORGUNG 28
3.2. MAGNETLAGER 30
3.2.1. AUFBAU UND SPEZIFIKATION 30
3.2.2. WEGMESSUNG 32
3.3. WELLE UND LAGERGEHAEUSE 33
3.3.1. KONSTRUKTIVER AUFBAU 33
3.3.2. SCHWINGUNGSVERHALTEN 34
3.4. MESSUNG DER LAGERKRAEFTE 36
3.4.1. KALIBRIERUNG DER HALLSENSOREN 37
3.4.2. EINFLUSS DER BEWEGUNG AUF DIE KRAFTMESSUNG . . .. 39 3.4.3.
GENAUIGKEIT DER KRAFTMESSMETHODE 41
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1016383584
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
3.5. DATENERFASSUNG UND SIGNALVERARBEITUNG 42
4. VERFAHREN ZUR EXPERIMENTELLEN IDENTIFIKATION 45
4.1. UNTERSUCHUNG DER SPALTFUNKTION 45
4.1.1. IDENTIFIKATION 45
4.1.2. EINFLUSS DER TEMPERATUR 47
4.2. UMSETZUNG DER ANREGUNG 48
4.3. ERMITTLUNG VON BEWEGUNG UND FLUIDKRAFT 50
5. ERGEBNISSE DER EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNG 53
5.1. GENAUIGKEIT DER MESSDATENVERARBEITUNG 54
5.2. NICHT GEMITTELTE KRAFTVERLAEUFE 55
5.2.1. BESCHREIBUNG DER GRAPHISCHEN DARSTELLUNG 55
5.2.2. ERGEBNISSE 56
5.3. GEMITTELTE KRAFTVERLAEUFE 60
5.3.1. BESCHREIBUNG IN MODIFIZIERTEN SOMMERFELDZAHLEN . . 60 5.3.2.
ERGEBNISSE 62
5.4. ZWISCHENBEWERTUNG 69
6. NUMERISCHE BERECHNUNG 71
6.1. MODELLBILDUNG 72
6.1.1. WELLENBEWEGUNG UND BERECHNUNGSGEBIET 72
6.1.2. MODELLIERUNG DER VERSUCHE 76
6.2. ERGEBNISSE DER CFD-BERECHNUNGEN 79
6.2.1. PARAMETERVARIATION 79
6.2.2. DISKUSSION 84
7. ANWENDUNG 85
7.1. BESCHREIBUNG IN DYNAMISCHEN KOEFFIZIENTEN 85
7.2. IDENTIFIKATION DYNAMISCHER KOEFFIZIENTEN 87
7.2.1. METHODE 87
7.2.2. ERGEBNISSE 90
7.3. FAZIT 98
8. ZUSAMMENFASSUNG 99
A. FOURIERSPEKTREN 107
B. GEMITTELTE KRAFTVERLAEUFE 109
C. DYNAMISCHE KOEFFIZIENTEN 113
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