课题组博士生蒋玉龙的英文论文《Multiscale simulation of flow in gas-lubricated journal bearing: A comparative study between Reynolds equation and lattice Boltzmann method》在2021年10月发表于Engineering applications of computational fluid mechanics期刊。动压气体轴承中的润滑气体流动是个典型的复杂多尺度问题，转轴高速运行条件下，可能会产生稀薄气体效应，以实验手段开展相关研究较为困难。本文采用宏观雷诺方程方法和介观格子玻尔兹曼结合的方法，成功在多尺度上建立润滑气体流动的数值模型，可以模拟润滑气体从连续流到过渡流的流动特性。研究了不同偏心比、轴承转速和克努森数（Kn）等对润滑气膜压力、厚度和速度分布等的影响。结果表明，当偏心比和转速保持在适当的高水平时，轴承工作性能将得到改善，而一味提高转速并不能改善工作性能。当Kn增强时，最大和最小气膜压力峰值分别降低和增加。稀薄气体效应对压力分布的影响程度会在Kn超过一定值后有所减弱。此外，跨尺度研究在润滑气膜流场中发现有趣的回流现象。研究表明，多尺度数值方法可以很好地相互补充。该研究扩展了适用于不同流域的动压气体轴承数值模拟，并在多尺度下为其流动特性提供了新的丰富视角，为改善其工程设计提供理论依据。
图1 不同偏心率下气膜压力分布情况
图2 不同转速下气膜压力分布情况
