涡轮作为燃气轮机三大部件之一,其性能的变化与燃气轮机整体的性能有紧密的联系。在涡轮级的流动中,叶顶间隙泄漏引起的一系列问题是包括燃气轮机和航空发动机等旋转机械在内的引起损失的重要来源之一。间隙泄漏问题得到越来越多的关注,其中燃气轮机中由叶顶间隙引起的流动损失占到三分之一以上。减小叶顶泄漏流动的一种方式是在叶顶加装封严结构,叶冠的封严结构因具有良好的气动性能以及结构特性广泛的应用在低压涡轮结构中。叶冠几何结构的复杂性使得其流动和热力学过程十分复杂,泄漏流从叶冠容腔流出后,与主流发生掺混会进一步影响涡轮出口的气动参数。本文的研究从在跨音速带冠涡轮级的叶冠中增加篦齿封严结构展开。高效的叶冠封严结构能够有效的控制叶冠内的泄漏流,减少泄漏流动所带来的损失,提高涡轮级的气动性能。本文尝试在涡轮叶冠中增加3种篦齿封严结构来改善流场,分别为双侧交错篦齿方案、机匣篦齿方案和叶顶篦齿方案。通过对原型带冠涡轮级以及3种增加不同篦齿封严结构的方案进行RANS和URANS计算,分析不同的篦齿封严结构对于带冠涡轮叶顶泄漏流动的影响以及相互之间的作用机理。首先根据原有带冠涡轮级动叶叶冠的几何特征建立3种篦齿封严结构的模型,采用RANS的方法对4种方案进行了定常的数值模拟计算,研究不同篦齿封严结构下涡轮级的性能,结果表明三种封严篦齿结构均能降低叶冠泄漏流率,其中机匣篦齿和双侧交错篦齿能够有效的增加涡轮级的效率,双侧交错篦齿提升效率最高达到0.72%,泄漏流量从3.02%降低到1.07%。进一步研究篦齿封严结构对叶冠内气动性能的影响,结果表明增加篦齿封严结构后会增加叶冠内的流动损失,其中叶顶篦齿方案叶冠内流动损失增加最多,其总压损失系数达到了45.2%。但篦齿封严结构的增加会降低泄漏流在叶冠出口处于主流流体的法向动量差和切向动量差,减少了泄漏流体与主流的掺混损失。而后分析了不同间隙条件和不同进出口总压条件下3种篦齿封严结构对泄漏流动的控制效果。随着间隙高度的增加,带有篦齿封严结构的三种方案的泄漏流量的增长率均低于原型带冠涡轮泄漏流量随间隙的增长率,并且双侧交错篦齿封严结构下的泄漏流量随间隙的增长率最低。在不同膨胀比条件下,三种篦齿封严结构均能有效的降低叶冠容腔内的泄漏流量,其中双侧交错篦齿对于泄漏流的控制效果最佳,并且对于涡轮级效率的提升最明显。最后采用了Time transformation的数值计算方法分析四种方案下涡轮级的效率和叶冠内的泄漏流率均表现的非定常特性,结果表明采用了双侧交错篦齿封严方案后,涡轮级的效率波动幅值从4.6%降至4%,最高效率点达到93.4%。三种篦齿封严方案均能有效的控制叶冠内的泄漏流率,其中双侧交错篦齿方案最佳,在一个周期任何时间段内均有良好的效果,而机匣篦齿和叶冠篦齿仅在局部时间段内改善泄漏流率。