Verbesserte numerische Lösungsverfahren zur Simulation hydrodynamischer Gleitlager

Hydrodynamische Gleitlager finden u.a. in Verbrennungsmotoren Verwendung. Computergestützte Simulationen unterstützen die optimale Auslegung von hydrodynamischen Gleitlagern, weil sowohl die Fluiddynamik im Schmierfilm selbst als auch die Wechselwirkung zwischen Fluiddynamik im Schmierfilm und elastischer Deformation von Festkörpern wie Kurbelwelle und Pleuel (Elastohydrodynamik, EHD) im Computerexperiment analysiert werden können.

Im Mittelpunkt der Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Maschinenelemente und Tribologie der Universität Kassel (Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. G. Knoll) und der Ingenieurgesellschaft für Strukturanalyse und Tribologie (IST), Aachen, stehen Verbesserungen der numerischen Lösungsverfahren in einem von IST entwickelten industriellen Simulationswerkzeug für hydrodynamische Gleitlager (TOWER), insbesondere bei Verwendung quadratischer Elemente in der FE-Diskretisierung der Reynolds-Gleichung, bei Upwind-Verfahren zur Diskretisierung konvektiver Terme in den Modellgleichungen und bei Kopplung von TOWER mit Simulationswerkzeugen der Mehrkörperdynamik zur EHD-Simulation in der Motorenentwicklung.

Teil der Kooperation ist ein von IST Aachen und Universität Halle gemeinsam betreutes Diplomvorhaben "Problemangepasste Ortsdiskretisierung der Reynolds-Differentialgleichung zur Beschreibung hydrodynamischer Gleitlager" (cand. math. techn. O. Weinhold, Abschluss Juni 2008).