Analyse du comportement hydrodynamique des paliers fluides poreux, sous l'effet des contraintes géométriques et mécaniques

Abstract

Les paliers fluides poreux autolubrifiants (PFPA) occupent une place importante dans l'éventail des solutions technologiques, particulièrement dans les applications où la maintenance est limitée. Cependant, leur principal avantage " la porosité " induit une dégradation de leurs performances hydrodynamiques. Dans le présent travail, nous proposons une étude par voie de simulation numérique et d'optimisation, visant à démontrer que la texturation de surface peut contrecarrer ces effets négatifs et améliorer significativement le comportement d'un palier poreux autolubrifiant de dimension finie, soumis à une charge statique et fonctionnant en régime hydrodynamique stationnaire. Notre approche est basée sur la résolution numérique d'un modèle couplé, intégrant l'équation de Reynolds pour le film fluide et l'équation de Darcy pour la matrice poreuse. Ce modèle a été implémenté dans un code de calcul, discrétisé par un schéma de différences finies centrées et résolu par la méthode itérative de Gauss-Seidel avec sur-relaxation. La validation du modèle numérique a été rigoureusement menée par la comparaison des résultats obtenus avec plusieurs études expérimentales et théoriques de la littérature, mettant en exergue un très bon accord. Une stratégie d'optimisation topologique basée sur l'Algorithme Génétique Binaire (AGB) a ensuite été développée et appliquée pour identifier la distribution de textures optimale maximisant l'épaisseur minimale du film. Enfin, une étude de l'influence de différents paramètres interactifs, tels que la perméabilité du milieu poreux, la vitesse de rotation, la charge appliquée et la profondeur des textures, sur les performances du palier optimalement texturé a été menée et discutée