随着燃烧室出口温度的逐年升高，涡轮的工作环境变得愈加的恶劣，而材料的耐温性无法跟上涡轮进口温度升高的步伐，同时压气机引出的冷却空气的温度随着压气机压比的不断提高，温度也在不断升高，冷却气体可以冷却的潜力变得更小。因此，唯有将现有的冷却方式不断优化，同时不断创新，挖掘新的冷却方式，才能为发动机推重比的提高做好准备，同时也能确保发动机工作的可靠性，提升发动机的寿命。本文以某冷却叶片为研究对象，通过实验与数值计算相结合的方法，研究了有无气膜冷却两种情况下，叶片外部的流动特征。研究了叶栅通道中通道涡的变化规律以及通道涡与不同吹风比下的冷气出流形成的“卵形”涡对之间的相互作用。结果表明，通道涡沿着主流的流向不断向叶片中截面和吸力面靠近，并且随着主流雷诺数的增加，叶栅损失系数不断增加。流场中靠近端壁的“卵形”涡对中的一支会被通道涡增强，随着吹风比的增加，“卵形”涡对对通道涡的影响也增强。对于换热方面的研究，结果表明，无气膜孔时，叶片前缘换热最强，吸力面的换热强于压力面，并且在吸力面的上下端壁处受通道涡影响，换热增强。有气膜孔时，在叶片吸力面，由于冷气向主流有不同程度的射入，叶片前半部分冷却效率随吹风比的增加而降低，后半部分由于冷气的再附着，随吹风比的增加而升高。在叶片压力面，由于冷气受主流压迫，能较好的贴附在叶片表面，随着吹风比的增加整个压力面冷却效率升高。沿着冷气出流截面上，靠近端壁的冷气喷射形成的低温区形状受通道涡的影响有点变形。远离端壁的低温区形状较规则，呈对称分布。沿着下游流动方向，低温区域温度不断升高。第四章针对一种复合冷却结构，利用Fluent软件进行了数值计算，分析了该结构的优越性和不合理之处，随后进行了结构改进，改进之后再一次进行数值计算，并将前后的计算结果进行了对比，叶片前缘温度有所降低，叶片整体温度分布更加均匀。