基于飞鸟翼翅外形结构特征的干式气体密封端面织构仿生设计研究

项目名称： 基于飞鸟翼翅外形结构特征的干式气体密封端面织构仿生设计研究

项目编号： No.51175470

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 机械工程学科

项目作者： 彭旭东

作者单位： 浙江工业大学

项目金额： 62万元

中文摘要： 干式气体密封(DGS)是高参数大型压缩机和大轴径低速低压罐釜的关键部件，其端面开启及密封与稳定的综合要求面临挑战。为此，通过观察、分析并应用逆向重构技术提取不同空域中具有特殊飞行本领的鸟类翼翅外形几何结构特征，探索特征参数对其飞行能力的影响，揭示翼翅特征与DGS表面织构特征间的关联本质与规律，提出仿生端面织构气体密封(BDGS)新概念；综合考虑尺度效应、表面粗糙度效应和滑移效应等，通过建立与求解热-流-固耦合模型，对比研究N-S方程与分子动力学两种数值模拟方法下的BDGS端面润滑、密封性及稳定性，并结合试验研究和CFD模拟，探索端面变形和端面织构之间的协同效应，揭示端面织构对BDGS在极端工作条件下的成膜机理及端面升举与开启特性的影响规律，阐明表面织构和密封与动力学性能之间的构效规律，形成拥有自主知识产权的新型BDGS系列及其设计理论与方法，满足我国对高端液气密产品的迫切需求。

中文关键词： 干气密封；鸟类；翼翅外形；表面织构；仿生设计

英文摘要：

英文关键词： Dry gas seal；bird；wing shape；surface texture；bionic design