COMSOL Multiphysics® 5.6 Release Highlights


Rotordynamics Module Updates


Rotordynamics 모듈 사용자를 위해 5.6 버전에서 자기 베어링 모델, 회전체와 하우징 연결, 유체 저널 베어링에서 난류 모델 설정이 추가되어 사용 가능해 졌습니다. 더 자세한 내용은 아래를 보시기 바랍니다.


Active Magnetic Bearing


자동 제어를 지원하는 자기 베어링 기능이 추가 되었습니다. 사용자는 PID 컨트롤과 함께 베어링을 solid rotor, beam rotor 인터페이스에서 사용 할 수 있습니다. 다른 베어링과 동일하게 회전체와 하우징을 지지하게 됩니다. 자기 베어링을 이용하면 필요에 따라서 큰 진폭의 진동을 조절할 수 있습니다. 이 베어링은 윤활 베어링 불가능한 곳에서 사용됩니다. 접촉이 없기 때문에 손실을 최소화 할 수 있습니다. Vibration control in a motor drive using and active magnetic bearing 예제 모델에서 확인 할 수 있습니다.

자기 베어링이 없을 때 진동 결과

자기 베어링이 없을 때 진동 결과


자기 베어링이 작동할 때 진동 결과

자기 베어링이 작동할 때 진동 결과



Attachments for Rotor–Stator Connection


어테치먼트 기능은 회전체와 베어링 하우징을 연결 하는데 사용 할 수 있습니다. 이 기능은 Solid Mechanics, Shell, Beam과 같은 구조역학 인터페이스에 추가해서 사용 가능하며, Rotordynamics 모듈이 필요합니다. 이 기능은 베어링을 이용하여 회전체와 하우징의 연결을 편리하게 할 수 있습니다. 다음 예제 모델 Modeling of Vibration and Noise in a Gearbox: Bearing Version 과 Vibration Control in a Motor Drive Using an Active Magnetic Bearing 에서 확인 할 수 있습니다.

어테치먼트 기능을 이용하여 베어링하우징과 축이 연결 됩니다. 결과는 기어 및 축의 속도와 하우징의 응력, 방사 음압 레벨입니다.

어테치먼트 기능을 이용하여 베어링하우징과 축이 연결 됩니다. 결과는 기어 및 축의 속도와 하우징의 응력, 방사 음압 레벨입니다.


모터 회전체의 응력 결과; 모터 하우징과 바닥 판은 어테치먼트 기능을 사용하여 회전자와 연결되었습니다.



Turbulence Effects in Hydrodynamic Journal Bearings


저널 베어링에 난류 효과를 유동 인자와 전단 응력 인자를 이용하여 평균화해서 모델링 할 수 있습니다. 다음의 두 가지 경우에 효과적입니다:

  • 저널과 베어링의 표면이 충분히 매끄러운 로터의 고속으로 인해 발생하는 난류
  • 저널 및 부싱 표면의 거칠기로 인해 유발 된 난류

두 번째 경우에는 두 가지 방식으로 모델링이 가능합니다. 하나는 전체 필름 윤활이고 다른 하나는 혼합 윤활입니다. 전체 필름 윤활은 윤활에서 발생하는 압력만 적용되고, 혼합 윤활은 표면 거칠기로 나타나는 접촉력까지 포함하는 모델입니다. 혼합 윤활은 매우 큰 하중이 작용하는 경우에 사용합니다.

저널 베어링에서 유압과 접촉력

저널 베어링에서 유압과 접촉력



Preload in Roller Bearings


롤러 베어링에 선 하중 적용 설정은 롤러와 레이스 사이의 접촉을 보다 균일하게 하는데 사용합니다. 이 설정은 베어링 진동, 소음, 마모를 감소하게 합니다. 롤러 베어링 종류에 따라서 축 및 원주 방향 하중을 인가 할 수 있습니다. 이 기능이 적용된 모델은 선 하중 계산이 먼저 진행되어야 정확한 해석을 진행할 수 있습니다.

롤러 베어링의 선 하중을 정의하는 설정 창 그림

롤러 베어링의 선 하중을 정의하는 설정 창 그림



Improvement in Dynamic Coefficients for a Gas Bearing


이전 버전에서 동적 계수는 윤활유의 압축성 효과를 무시하고 계산하였습니다. 유체 윤활인 경우에는 좋은 접근 방법이지만, 가스 베어링에서는 회전하는 동안 가스의 압축성과 저널 가속도 효과가 동적 계수를 정확하게 계산하는데 매우 중요한 요소입니다. 가스 베어링에서 동적 계수를 계산하는데 이 두 가지 효과가 추가 되었습니다.

베어링 강성에 윤활유의 압축성 효과

베어링 강성에 윤활유의 압축성 효과



Evaluation Group for Dynamic Coefficients


필요에 의해서 동적 계수 계산 옵션을 사용한다면 자동으로 후처리에 관련 결과가 표시 됩니다. 동적 계수(Dynamic Coefficients) 표가 자동으로 생성됩니다. 만약 파라미터 해석을 수행한다면 각 파라미터마다 결과가 표에 저장됩니다. 테이블 표를 생성하면 간단하게 결과를 볼 수 있습니다. 관련 기능은 다음 Evaluation of Dynamic Coefficients of a Plain Journal Bearing 과 Damping Coefficients of a Squeeze Film Damper 예제에서 확인 할 수 있습니다.

베어링의 동적 계수 계산. 결과표가 그림에 표시 되어 있습니다.

베어링의 동적 계수 계산. 결과표가 그림에 표시 되어 있습니다.



New Tutorial Models


Rotordynamics모듈에 새로운 예제 모델이 추가 되었습니다.

Vibration Control in a Motor Drive Using an Active Magnetic Bearing

자기 베어링 작동 여부에 따른 진동 결과 비교표로 특정 위치에서 진동 결과 입니다. 응력 결과도 동일하게 작동 여부에 따른 결과 입니다.

자기 베어링 작동 여부에 따른 진동 결과 비교표로 특정 위치에서 진동 결과 입니다. 응력 결과도 동일하게 작동 여부에 따른 결과 입니다.

Thermal Stress in a Rotor Due to Bearing Heat Loss

로터의 응력과 온도 결과

로터의 응력과 온도 결과


Modeling of Vibration and Noise in a Gearbox: Bearing Version

하우징의 응력과 기어 및 축의 속도 결과. 베어링 하중은 검정색 화살표로 나타냄

하우징의 응력과 기어 및 축의 속도 결과. 베어링 하중은 검정색 화살표로 나타냄