燃气轮机作为一种高效的动力装置,已被广泛应用于航空、航海、汽车和发电等领域。然而,燃气轮机涡轮极度恶劣的环境影响了其安全与寿命。尽管目前开发了多种叶片冷却技术,但涡轮前燃气温度持续上升,而耐高温材料技术的发展比较缓慢,因此亟待开发更加高效的叶片冷却技术来缓解目前燃气轮机发展所存在的矛盾。为了探究气膜孔型和等离子体对气膜冷却的影响,本文采用等离子体模型分析了带有四种孔型结构（圆柱孔、扇形孔、姊妹孔和收敛缝孔）的三维平板的流体流动和气膜冷却。结果表明等离子体将冷却气流下拉至壁面并使近壁面的流体加速喷射。在吹风比为0.5和等离子体激励电压为12 k V的情况下,收敛缝孔的气膜冷却性能最优。本文研究了等离子体激励器位置和激励器数量对平板流动控制、气膜冷却和气动损失的影响。结果表明低吹风比时在气膜孔出口布置激励器,高吹风比时在壁面下游布置激励器均可极大提高气膜冷却效率。两对等离子体激励器同时工作对气膜冷却的影响程度减小。梳尖激励器、梳根激励器和双激励器最大可使壁面平均气膜冷却效率提高11.7%、138.3%和122.9%。等离子体激励使壁面静压分布发生突变,最大压差为无等离子体激励时壁面压力的1.89%。本文提出了一种新型的等离子体激励器（梳形激励器）,探究了激励器形状（梳尖激励器和梳根激励器）对近壁面流体流动控制和气膜冷却的影响。结果表明采用梳根激励器增大了肾形涡对的尺度,冷却气流被抬离壁面,气膜冷却出现恶化现象。而梳尖激励器诱导的一对尺度大于肾形涡对的反肾形涡对使冷却气流的覆盖量增多,显著改善了气膜冷却性能。最优吹风比0.5的工况下,激励电压为6 k V、12 k V和24k V的壁面平均气膜冷却效率较无等离子体时分别提高了58.7%、108.9%和115%。本文以AGTB涡轮叶栅为研究对象,研究了不同吹风比、激励电压和激励频率下的气膜冷却效率。研究结果表明随着吹风比的增大,叶片吸力侧的气膜冷却分布显著减少,叶片压力侧的气膜冷却分布变化很小。施加等离子体激励对叶片吸力侧气膜冷却的影响极小。当吹风比为0.68时,随着激励电压从6 k V增加到24 k V,叶片压力侧的气膜冷却效率从64%升高至140%。当激励电压为12 k V时,激励频率为6 k Hz和10 k Hz时叶片压力侧的气膜冷却效率提高了13.3%和15.1%。