[发明专利]一种动静腔流动微沟槽减阻设计方法

权利要求书

1.一种动静腔流动微沟槽减阻设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、微沟槽空间型线方程；

流体径向速度：

C_r＝1.18·(10^-5·Re_r+2)^-0.49 (2)

v_r是流体径向速度，径向坐标是其自变量；C_r是动盘径向速度系数；r是径向坐标；ω是动盘角速度；K是携卷系数；z是轴向坐标；δ_r动盘边界层厚度；Re_r是雷诺数；C_qr是径向流量系数；Q是动静腔通流量；

给定动盘转速ω和通流量Q；选取边界层高度系数的值；采用数值方法求解式(1)-(6)，计算出[Rs₁,Rs₂]区间内的径向速度分布，Rs₁为微沟槽前缘半径，Rs₂为微沟槽尾缘半径；

流体角速度：

是角速度，径向坐标是其自变量；给定动盘转速ω和通流量Q，采用数值方法求解式(3)、(5)、(6)、(7)，计算出[Rs₁,R]区间内的角速度分布，R是动盘半径；

选取时间步Δt，选取原则是：使得型线光顺，型线计算公式如下：

rⁿ＝r^n-1+v_r^n-1·Δt (9)

r⁰＝Rs₁ (10)

式中，r是极径；是极角，将r^n-1代入式(3)、(5)、(6)、(7)，计算出式(8)中的将r^n-1代入式(1)-(6)，计算出式(9)中的v_r^n-1，通过式(8)和(9)的不断累加，直至rⁿ≥R，就可得到[Rs₁,R]区间内n+1或n个坐标点(r)，描绘出微沟槽的空间型线；

S2、确定微沟槽其它设计参数的值；

确定微沟槽横截面形状，选取横截面高度系数横截面形状参数微沟槽数量Z，z是S1中设置的值，h是微沟槽横截面高度，s是微沟槽横截面弧长，横截面高度和弧长均随半径变化，在径向上两者比值保持不变。

2.根据权利要求1所述的一种动静腔流动微沟槽减阻设计方法，其特征在于，边界层高度系数的取值范围是

3.根据权利要求1所述的一种动静腔流动微沟槽减阻设计方法，其特征在于，微沟槽前缘半径Rs₁的取值范围是0≤Rs₁≤0.9·R。

4.根据权利要求1所述的一种动静腔流动微沟槽减阻设计方法，其特征在于，微沟槽尾缘半径Rs₂与动盘半径R相等。

5.根据权利要求1所述的一种动静腔流动微沟槽减阻设计方法，其特征在于，微沟槽横截面形状为V形、U形、矩形。

6.根据权利要求1所述的一种动静腔流动微沟槽减阻设计方法，其特征在于，横截面高度系数的取值范围是其中，z根据S1中的δ_r和计算得到。

7.根据权利要求1所述的一种动静腔流动微沟槽减阻设计方法，其特征在于，横截面形状参数的取值范围是

8.根据权利要求1所述的一种动静腔流动微沟槽减阻设计方法，其特征在于，选取微沟槽数量Z，使得微沟槽稠密度为