[发明专利]一种基于槽底微造型设计的干气密封开槽方法

权利要求书

1.一种基于槽底微造型设计的干气密封开槽方法，其特征在于：包括AR型二维数字滤波技术，所述方法如下：

步骤一：基于高斯分布和线性自相关函数的粗糙表面方法，采用AR型二维数字滤波技术；

步骤二：建立模拟槽底界面粗糙度微观随机特点模型；

步骤三：基于步骤二中模型生成具有相应随机特征的自相关函数粗糙表面3D模型并建立函数关系，所述粗糙表面自相关函数如下：

R(τ_x,τ_y)＝σ²exp{-2.3[(τ_x/β_x)²+(τ_y/β_y)²]^1/2}

其中σ为表面均方根粗糙度，τ_x、τy分别为x、y方向上的时间间隔，βx、βy分别为x、y方向上的相关长度，当βx＝βy时表面为各向同性，当βx≠βy时表面为各向异性；

步骤四：定义λr＝βx/βy为粗糙度纹理方向参数，λr＝1时为各向同性表面，通过调节βx和βy的长度比即可改变λr值，从而可以模拟具有一定纹理特征的各向异性表面；

步骤五：基于步骤四，改变λr值，当λr>1时，生成的表面具有横向纹理特征，而且λr值越大，横向纹理越明显；反之，λr<1时，可以生成具有纵向纹理特征的表面，λr趋近于零的时候，出现明显的纵向条纹；

步骤六：根据干气密封槽底流场分布规律，建立各类槽型；

步骤七：基于槽型，定义λg为槽型流场方向参数，规定λg＝0时造型流线与流场流线相切时的方向，规定λg＝1时为造型流线与流场流线夹角为α＝45度方向，规定λ_g＝λ_r-max时为造型流线与流场流线垂直方向；通过调节造型流线与流场流线夹角α即可改变λg值，从而可以与λr对应表征具有一定纹理特征的各向异性表面；

步骤八：基于可压缩气体平均流动方程，结合数值化粗糙3D模型，采用Matlab编程，计算出粗糙表面间隙气体流动的流量因子及其与纹理方向的关系；计算密封动压及泄漏率特性参数，得出表面粗糙形貌特征与特性参数之间的关系。

2.根据权利要求1所述的一种基于槽底微造型设计的干气密封开槽方法，其特征在于：所述槽型包括螺旋槽型、T型槽型和圆弧槽型。

3.根据权利要求1所述的一种基于槽底微造型设计的干气密封开槽方法，其特征在于：所述步骤八中采用有限体积法求解。

4.根据权利要求1所述的一种基于槽底微造型设计的干气密封开槽方法，其特征在于：计算机模拟表面的特点是每次产生的随机数据不同，计算结果具有随机性，所以单个表面需要经过多次计算取平均值。