柱面气膜密封作为一种非接触式密封结构以其低油耗、高工作效率、长工作寿命,成为最有前景的密封方式之一。柱面气膜密封主要以气膜流场为研究对象,分析不同参数柱面气膜密封性能的影响,同时分析承受气膜作用力的固体域力学性能变化,保证柱面气膜密封系统稳定运行。本文基于动压润滑理论和流固耦合方法,在一字槽柱面气膜结构基础上提出了一种悬臂支撑结构,研究了气膜流体场密封性能以及浮环、柔性支撑固体场力学性能,验证了悬臂支撑柱面气膜密封系统的有效运行。论文的主要内容如下:（1）建立了一字槽柱面气膜模型,分别分析了不同结构参数以及槽型参数时,一字槽柱面气膜密封浮升力、泄漏量以及气膜刚度变化规律;此外,选择力漏比、刚漏比两个参数分析了槽宽、槽深、偏心率、长宽比变化规律,单因素优化获得了优化参数为槽数为22,槽深为10μm,偏心率为0.3,槽长宽比为1.8。最后,使用了优化结构,分析了不同气体介质在不同操作参数时密封性能变化规律。（2）对柱面气膜密封有、无柔性支撑结构进行了力学性能分析,确定了浮环1.0mm时柱面气膜能够实现安全有效密封。最后分析了转速、压差以及不同气体介质工况下,有、无柔性支撑结构浮环的变形量及应力变化规律,结果表明:有柔性支撑结构浮环的变形量及应力比无柔性支撑结构浮环的变形量及应力小,验证了柱面气膜密封添加柔性支撑的重要性。（3）对柱面气膜密封系统中悬臂式柔性支撑结构力学性能进行了研究,分别分析了悬臂支撑板厚度、悬臂支撑板材料、悬臂支撑板数量以及气体介质不同时,悬臂支撑结构变形量以及等效应力变化规律,同时,在固定悬臂支撑板结构参数及材料情况下,研究分析转速、压差等操作参数对悬臂支撑结构变形量以及等效应力的影响。