该文的目的就是以高效、高负荷、高可靠性涡轮的前沿技术为目标,研究直叶片以及叶片弯曲条件下冷气对气动性能的影响,研究主流流场和冷气射流间的相互干扰,为气冷涡轮的设计提供理论指导.同时,借助计算流体力学的最新成果,通过气动热分析耦合计算,研究气冷条件下叶栅内的流动状况.首先,在数值模拟的理论方面,该文推导了微分形式的涡轮叶栅三维控制方程,方程可以同时考虑流体流动、热传导、固体应力分析以及冷气掺混等多场间相互耦合的影响,同时也考虑了控制体体积随时间变化（移动网格）对控制方程的影响.为了推导这一控制方程,该文将雷诺输运公式进行了拓展,推导了广义雷诺输运公式.该文比较系统地总结了目前涡轮叶栅冷气掺混的4种主要计算方法,推导了简化的多组分守恒方程组,并提出通过求解简化的多组分守恒方程组,进而求解考虑油气比影响的变比热和变气体常数的计算方法.该文还给出了一个应用求解多组分方法研究尾缘辟缝冷气射流规律的算例.该文还利用气动/传热耦合计算,研究了跨音速气冷涡轮导向叶栅在不同壁面边界条件下的流动状况,详细分析了耦合计算对主流流场的影响.通过对计算结果的分析表明,在气冷涡轮设计中使用多场耦合技术进行数值模拟是非常必要的.