Mathematical Modeling and Numerical Simulation of Viscoelastic Flow between two Eccentric Cylinders - Case of Journal Bearing

The analytical resolution of general equations of thin film for a viscoelastic fluid described by an Upper Convected Maxwell model is as high as possible given the complexity of the equations. This then leads us to the need to use numerical resolution for such systems. In this paper, we present a comparative numerical study of the hydrodynamic lubrication by a Newtonian fluid and an Upper Convected Maxwell fluid at low relaxation time, both to compare and validate the computer codes developed in C++ in the field of hydrodynamic lubrication of plain bearing. Then, we present a study of the influence of the kinematic (shaft rotational speed) and geometrical characteristics (eccentricity of the bearing) on the pressure fields, stresses and the hydrodynamic force. The results obtained, show that the hydrodynamic force is more important in the case of a lubricant of type UCM than that of a Newtonian fluid. It is therefore more interesting to use a UCM lubricant than a Newtonian lubricant.

La résolution analytique des systèmes d’équations de film mince est fort que possible compte tenue de la complexité des équations. Ceci nous mène alors à la nécessité d’utiliser la résolution numérique pour de tels systèmes. Dans cet article, nous présentons une étude numérique comparative de la lubrification hydrodynamique par un fluide Newtonien et un fluide de Maxwell sur convecté à faible temps de relaxation, à la fois pour comparer et valider les codes de calcul développés en C++ dans le domaine de la lubrification hydrodynamique des paliers lisses. Ensuite, l’influence des caractéristiques cinématiques (vitesse de rotation de l’arbre) et géométriques (excentricité du palier) sur les champs de pression, de contraintes et sur la force hydrodynamique a été étudiée. Les résultats obtenus, montrent que la force hydrodynamique est plus importante dans le cas d’un lubrifiant de type UCM que celle d’un fluide Newtonien. Il est donc plus intéressant d’utiliser un lubrifiant UCM qu’un lubrifiant Newtonien.

Plain Bearing Viscoelastic lubricant UCM model Computational Fluid Dynamic pressure

Paliers lisses Lubrifiant viscoélastique modèle UCM CFD Pression