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Zur Identifikation und Quantifizierung von Kavitationsauslösern bei dynamisch belasteten Gleitlagern werden die lokalen Ursachen der Kavitationsentstehung mit Hilfe von 3D-CFDSimulation untersucht. Die Ergebnisse sollen zur Überprüfung, Weiterentwicklung und Präzisierung der bisher verwendeten Verfahren eingesetzt werden und bei der Lösung von konstruktiven Problemen den Umfang aufwendiger Versuchsreihen verringern oder gar vermeiden helfen. Aufgrund der physikalisch komplexeren Modellbildung wird mit der Anwendung dieser Methodik auf die Spaltströmung im Gleitlager ein erheblicher Erkenntnisgewinn insbesondere an den Stellen erwartet, an denen bisherige Berechnungsverfahren an ihre Grenzen stoßen. Und zwar insbesondere dort, wo großräumige Strukturen in der Schmierspaltströmung vorliegen, deren Beschreibung weder mit einer 2D-Reynoldsgleichung noch mit den üblichen Turbulenzmodellen gelingt. Die Ergebnisse der 3D-CFD-Simulation sollen zudem mit den Resultaten der aktuell in der Praxis eingesetzten Verfahren auf Basis der Reynolds'schen Differentialgleichung verglichen werden. Dadurch können einerseits die Gültigkeit und Anwendungsgrenzen der etablierten Gleitlagerberechnungsverfahren klarer umrissen werden und andererseits zielgerichtete Ansätze zu deren Weiterentwicklung (z.B. Kopplung CFD-EHD, usw.) ausgearbeitet werden. Dieser Zwischenbericht stellt den aktuellen Kenntnisstand dar, während die Untersuchungen weiter fortgesetzt werden.
Several types of cavitation are known in a dynamically loaded hydrodynamic journal bearing, caused by a sudden shift of the shaft, local disturbances due to the cross flow of the oil feedings, geometric features like sharp edged grooves or combinations thereof. Up to now, just experimental and theoretical methods based an indicators of cavitation are used to investigate the causes of cavitation. But there are neither systematic nor verified investigations concerning the identification and quantification of these causes of cavitation in a dynamically loaded hydrodynamic journal bearing. The present project aims to resolve the local causes for the onset of cavitation using a three-dimensional CFD tool. The obtained results shall be used to check, advance or specify methods that have been used so far. It is likewise conceivable to use them as a construction and bearing designing tool. In practice, however, efficient, fast and approved two-dimensional solvers for Reynolds equation are very common. But if one is interested in the fully three-dimensional flow near grooves, lubrication pockets or oil feedings, these solvers are bound to fail in principle due to their two dimensionality, particularly with regard to cavitation. There is no profound knowledge about the flow near such geometric features in a journal bearing. Furthermore there are also no tools to analyze and evaluate the flow characteristics. This project aims to develop a three-dimensional numerical tool which provides the fully three-dimensional simulation of the flow and also the identification of cavitation in a journal bearing with all geometric features like notches and oil feedings. Due to this complex physical modeling one expects to gain more knowledge about the flow in the lubricating gap of a journal bearing. It might be possible to decide whether to use a two-dimensional EHD-solver or a three-dimensional CFD-solver for a given journal bearing geometry. Nevertheless a useful combination of both solvers is also conceivable.