Dynamics of Rotors on Refrigerant-Lubricated Gas Foil Bearings

Die Technologie des Gasfolienlagers (GFB) zählt zu den Schlüsselfaktoren für den angestrebten Übergang zu ölfreien rotierenden Maschinen in zukünftigen Verkehrsmitteln. Neben zahlreichen Vorteilen hinsichtlich Größe, Gewicht, Effizienz und Sauberkeit bieten GFBs die einzigartige Möglichkeit einer Schmierung mit Arbeitsmedien wie Kältemitteln. Allerdings erweist sich die numerische Analyse kältemittelgeschmierter GFB-Rotor-Systeme als ein interdisziplinäres Problem von enormer Komplexität und mit Interessenkonflikten zwischen allumfassenden, aber effizienten Modellierungs- und Lösungsansätzen. ... mehrIn dieser Dissertation gelingt es, bisherige Machbarkeitsgrenzen auszuloten und zu überwinden, was eine neuartige Vorgehensweise zur Ermöglichung von Stabilitäts- und Bifurkationsanalysen eröffnet.

The gas foil bearing (GFB) technology is considered one of the key factors for the intended transition to oil-free rotating machinery in future transportation systems. Besides numerous advantages in terms of size, weight, efficiency, and cleanliness, GFBs offer the unique ability to be lubricated with working fluids such as refrigerants. However, the computational analysis of refrigerant-lubricated GFB–rotor systems represents an interdisciplinary problem of enormous complexity and with conflicting interests between all-encompassing but efficient modeling and solution approaches. ... mehrThis thesis succeeds in exploring and pushing forward existing limits of feasibility and thereby establishes a new strategy that enables stability and bifurcation analyses.