头/盘界面均匀化Reynolds方程及其高效数值求解

摘要：

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(DiscreteTrack 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％.

关键词：头/盘界面、均匀化Reynolds方程、修正Reynolds方程、离散磁道、有限体积法

所属期刊栏目：34

分类号：TH123+.1

资助基金：国家自然科学基金项目51505262,51275279;中国博士后科学基金项目2016M592225;山东省自然科学基金项目ZR2012EEM015

在线出版日期：2017-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：25-30,50