EPFL的研究人员进行的一项实验证实了一个已经在力学领域应用了半个多世纪的理论——尽管这个理论从未被完全证实。该团队现在可以更大胆、更创新地运用这一理论来开发更好的能源系统。

一些理论被广泛使用，尽管它们从未被实验证实。一个例子是所谓的窄沟理论，即NGT，它解释了空气润滑轴承在机械系统中的工作原理。

该理论在1965年被提出，但直到最近才得到部分或间接的验证。EPFL应用机械设计实验室(LAMD)的研究人员位于纳沙泰尔的Microcity，他们现在已经填补了科学文献中存在了50多年的空白。研究小组在《机械系统与信号处理》杂志上发表了他们的发现。

为什么要花这么长时间来验证这个理论?“在那个时候，工程师们满足于观察这个理论的有效性，”Eliott Guenat说，他是EPFL的一名博士助理，也是这篇论文的第一作者。“但这一切都改变了，因为我们今天开发的机械部件要先进得多，也复杂得多。”

窄沟理论是由纽约机械技术公司的两名工程师J. H. Vohr和C. Y. Chow于1965年提出的。该理论解释了人字槽轴颈轴承(hgjbs)的工作原理，hgjbs是一种支持机械系统中旋转部件的空气润滑轴承。存在许多不同类型的轴承，但HGJBs最有希望开发超高速旋转机器，因为转子是由旋转轴产生的气垫支撑的。LAMD的负责人Jurg Schiffmann解释说:“HGJBs的特别之处在于它们不会因为没有接触而造成磨损。”“在我的实验室里，我们用这个设计来开发未来的能源系统。”

验证这个理论

为了验证窄槽理论，研究人员将一个由几个HGJBs支撑的转子安装在一个试验台上，使其以每分钟10万转的速度旋转。接下来，他们用一个振动系统来振动转子，观察它的反应。观测结果使他们能够计算出轴承的刚度和阻尼系数，并将其与理论预测进行比较。他们发现，NGT倾向于略微高估这两个值。

Guenat说:“我们能够量化这一理论的适用范围。”“现在我们已经巩固了我们的理解，我们可以把这个理论以新的方式应用到工业和研究中去。”

Guenat计划进行更多的实验来进行进一步的测量。他解释说:“我们将用制冷剂(一种用于热泵的气体)再次进行实验，而不是使用空气润滑的轴承。”“这个想法是为了证实这个理论不仅适用于空气，而且适用于具有明显不同化学和物理性质的介质。”

简洁优雅

NGT是一个数学上很优雅的理论，如果工程师们只是现在才对空气润滑轴承感兴趣的话，它可能永远都不会问世。Guenat解释说:“现在，我们把数据输入电脑，让处理器来完成繁重的工作。”但即使使用现代处理能力，得出结果也需要几分钟。有了NGT，我们可以在几秒钟内做到同样的事情。”充分验证的理论可以在能源系统设计中有创新的应用。