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近年来，随着微机电系统(Microelectromechanical system，MEMS)技术的发展，机械系统的微型化已成为当前科技发展的新潮流。微型机器人、微传感器(MicroSensor)、微执行器(Micro Actuator)、军用单兵系统以及微型飞行器(MAV)的发展对小尺度下能量的供给提出了更高要求。
本文立足自身研究条件，采用样机试制与数值模拟相结合的办法，探索超微燃气透平系统中的内在规律。其主要工作包括以下几个方面：超微透平的设计及制造；整体结构设计及系统集成技术研究；样机冷态性能与热态性能测试；根据样机试验的结果，针对轴端漏气损失以及顶部间隙漏气损失严重的问题，特别进行了轴端非接触密封方案的三维CFD分析和动一静叶栅耦合流动的数值分析，为进一步结构优化和效率提高提供理论依据。
在第一代超微燃气透平试制基础之上的第二代系统试制和开发，从整体结构到局部细节，从材料选用到加工方法都有所改进。在冷态实验中，最高获得62000r·min-1的转速和17.2V的线电压，在以氢气为燃料的热态实验中，获得了1.35W的电能，热电转化效率为1.12％。
随着尺度的减小，超微燃气透平轴端密封的尺寸被限制在厘米级，工作介质的泄漏较宏观尺度明显加剧，密封的重要性凸显。在微尺度或小尺度下，密封结构要求简单可靠并能长时间运行，非接触式的迷宫密封和螺旋密封成为好的选择。为比较这两种密封方式在微尺度下的密封效果，为超微燃气透平密封结构的选择提供理论依据，本文选用FLUENT软件模拟密封内部的三维粘性流场，并对模拟结果进行分析。
由于超微透平叶栅的高度很低，动叶栅顶部间隙与叶高的比值较宏观透平大的多，顶部间隙自身的泄漏与泄漏流对主流的扰动也较宏观透平大的多。为了考察微尺度下动叶顶部间隙对透平气动性能的影响以及低展弦比叶栅内流动的损失情况，本文作者基于混合平面法将动-静叶栅内流动进行耦合，对动叶栅顶部无间隙、小间隙以及大间隙的情况分别建模计算，对计算结果进行比较分析，以求揭示其内部流动规律及损失规律。