丁浩，高强，冯伟，刘保国，李行雨

(1．河南工业大学 机电工程学院，郑州 450001; 2．河南省超硬磨料磨削装备重点实验室，郑州 450001)

气体动压轴承使用气体作为润滑剂，具有结构简单，转速高，摩擦小，无污染等优点，在航空航天、纺织机械、高速离心分离机、低温运转制冷机等方面有着极为广阔的应用前景[1-5]。随表面光刻技术的发展，微织构表面对于机械产品性能提升的研究开始受到关注。气体动压轴承承载能力弱， 可以考虑在气体动压轴承表面加工微织构，微织构会影响气膜流动，进而改变气体动压轴承的承载性能，合适的微织构形状和深度有利于提高气体动压轴承的承载性能。

气体动压轴承的研究多采用经典的雷诺方程或Navier-Stokes方程计算气体润滑模型，当气膜厚度小于气体分子的平均自由程时，上述方法不再适用[6]，需考虑气体稀薄效应的修正模型；而大部分气体动力学方程均基于宏观连续性假设进行计算，对于微小间隙的气体流动仍缺乏合适的解算方程：故微织构气体动压轴承的承载性能研究缺乏有效的理论支持，尤其是高流速、小间隙的情况。在非均衡的统计结构中，基于微观分子动力学的Lattice Boltzmann Method(LBM)可以从中观或者介观比例建立流体行为模型,Lattice Boltzmann方程已经被广泛应用于多孔介质流，页岩气微观流动，微间隙旋转流动，方腔流动，库埃特流动等领域的计算，在微观流动计算领域具有一定的可行性基础[7-27]。

本文基于LBM建立了气体动压轴承计算流体动力学模型，并分析了微织构形状和深度对气体动压轴承承载性能的影响。……