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考虑磁头表面高度不连续性气膜润滑的数值模拟与有效算法被引量：2: 2013年; 随着磁头滑块的飞行高度不断降低,给气体润滑方程的数值求解带来了诸如计算时间过长、甚至计算发散等方面的问题。为了获得1Tbit/in2的存储密度,磁头滑块尾部的最小飞行高度接近1.5nm。本文基于作者提出的修正气膜润滑方程的线性流率(LFR)模型,考虑磁头滑块表面高度的不连续性,建立了基于有限体积法的气膜润滑方程离散格式,并把网格自适应技术与多重网格法应用到离散方程的迭代算法中,发展了可模拟最小飞行高度为0.5nm时磁头滑块压力分布的数值模拟方法与有效算法。文中以一个具有复杂表面形状的磁头滑块为例,检验了计算方法与算法的有效性。数值结果表明:在磁头滑块最小飞行高度较低时,必须要考虑滑块表面高度的不连续性,否则就得不到收敛的数值计算结果;与FK-Boltzmann模型相比,LFR模型具有较高的计算效率,采用网格自适应技术与多重网格法能有效地提高求解气膜润滑方程的计算效率。; 杨廷毅史宝军葛培琪白雪; 关键词：多重网格法有限体积法

头/盘界面均匀化Reynolds方程及其高效数值求解被引量：1: 2017年; 当硬盘工作时,磁头滑块飞行在高速旋转的磁盘上方,头/盘界面产生了一层只有几个纳米的气膜,该气膜润滑方程为考虑气体稀薄效应的修正Reynolds方程。为了提高磁记录密度,人们正在考虑用离散磁道(Discrete Track Recording,DTR)磁盘取代传统的光滑磁盘。由于这种DTR磁盘表面磁道和沟槽的影响,在数值求解修正Reynolds方程的过程中,就需要足够多的离散网格来分辨出DTR磁盘表面几何形状,从而带来了计算效率问题。基于均匀化理论和修正Reynolds方程的线性流率(Linearized Flow Rate,LFR)模型,该文推导了一个适合分析DTR磁盘气体润滑特性的均匀化Reynolds方程,并采用有限体积法对均匀化Reynolds方程进行了求解和验证。其结果显示:相对于修正Reynolds方程,求解均匀化Reynolds方程只需要很少的离散网格,从而节省了大量的计算时间,大幅提高了计算效率,且两者压力分布、压力中心和承载力的最大相对误差都小于3.5%。; 白雪史宝军贺磊杨廷毅; 关键词：有限体积法

粗糙度模式对硬盘气膜承载特性的影响被引量：5: 2012年; 当前硬盘中磁头磁盘之间气膜的厚度已经接近或低于分子平均自由程,在这种情况下表面粗糙度及气体稀薄效应的影响不容忽视。应用最小二乘有限差分法,求解考虑气体稀薄效应并引入压力流因子和剪切流因子的量纲一雷诺方程,研究了不同粗糙度模式下硬盘超低飞高(1nm 2nm)气膜的承载特性。数值结果表明:粗糙度模式对超低飞高气膜压力分布及承载力的影响较大,而对压力中心的影响较小;在各种粗糙度模式情形下,磁头取横向粗糙度模式时,可使气膜压力分布升高,并提高气膜的承载力。; 史宝军季家东杨廷毅; 关键词：机械设计及理论期刊论文气膜雷诺方程表面粗糙度

磁盘速度与容纳系数对硬盘气膜静态特性的影响被引量：2: 2012年; 随着硬盘(Hard disk drives,HDDs)中浮动块与磁盘间飞行高度的降低,气体分子与磁头/磁盘间的交互作用逐渐增强,磁盘速度及容纳系数(Accommodation coefficients,ACs)对气膜承载特性的影响越来越重要。采用一种无网格法—最小二乘有限差分(Least square finite difference,LSFD)法,对简化的分子气膜润滑(Molecular gas film lubrication,MGL)方程进行求解,研究了磁盘速度、磁头和磁盘表面ACs对HDDs超低飞高气膜静态特性的影响。数值结果表明:对称性分子交互作用时,磁头和磁盘表面ACs对气膜静态特性的影响明显;非对称性分子交互作用时,磁盘表面ACs对气膜静态特性的影响较大,而磁头/浮动块表面ACs的影响较小;不同ACs条件下,随着磁盘速度或最小飞行高度的增加,压力幅值点位置的变化较均匀。; 史宝军季家东杨廷毅于慧; 关键词：硬盘存储器气膜无网格法

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山东省自然科学基金(ZR2012EEM015)