社会在进步、科学在发展,随着人类文明的崛起,随处可见燃气轮机的身影。在这个追求效率的时代,燃气轮机面临巨大的挑战,一直在提高效率中进步,各界人员一直为高效率的燃气轮机努力奋斗,提高燃气轮机进口工质温度是提高燃气轮机效率的主要方法之一。现在制造叶片的材料能够承受的最高温度已经远不及燃气轮机进口工质的温度,因此诞生了诸多冷却方式,气膜冷却便是其中一种。叶片尾缘结构特性薄弱,承受的压力又大,冷却难度也就相应变大,恰当的冷却方式不仅可以提高本级叶片的冷却效果,还可以改善下一级叶片的工作环境,达到提高工作效率的目的,因此便产生了众多对叶片尾缘冷却的探究。本文采用的扰流柱结构既能够加强流动过程中的扰动,又能够增加传热过程中的有效面积,还兼有加固叶片的作用,然后在错列排布的扰流柱间隙中加入凹坑和凸起结构,以数值模拟的方式探究冷却工质的流动与传热,探究凹凸结构在叶片尾缘冷却中起到的作用。本文在叶片尾缘扰流柱之间的压力面和吸力面上同时布置凹坑和凸起结构,在渐缩通道和平行通道中各得到4种新型结构,打破了以往研究中仅对扰流柱形状或仅在吸力面上做结构改变的模式。利用UG12.0软件创建研究过程中的几何模型,之后利用ICEM软件划分网格,为了保证模拟的可行性,进行网格无关性验证和湍流模型验证,最终得到适合本研究的网格数量和接近实验结果的湍流模型,即分离涡模型（DES）。本研究主要从流场的流动和传热两个方面着手,研究凹凸结构对冷却效果的影响,对于渐缩通道,探究了不同吹风比下的流动特性,发现新型结构中压力面和吸力面上的局部高压和局部低压区面积增加。在研究各结构的传热特性时,凹凸结构在一定程度上提高了劈缝出口下游吸力面上的冷却效率,但在此过程中受吹风比的影响较大。吹风比小时,冷流体速度小、流动平稳,凹凸结构的扰动作用小,吹风比大时,冷流体速度大、流动剧烈,凹凸结构的扰动作用失效。研究过程中发现吹风比为0.8时,最能反映凹凸结构的特性,此时沿气流流动方向,X/H>4.2之后,新型结构的冷却效率明显大于原始结构,且凸-凸结构在X/H>6.5后表现最佳,在X/H=11.96处,冷却效率最大提升了13.86%。平行通道本身不具有收敛特性,因此通道中的冷却流体流动较为平稳,即使加入凹凸结构,对劈缝出口下游温度的影响也比较小,等温线仅在X/H>10后产生微弱波动。与渐缩通道不同的是,改进的平行通道综合换热效果均大于原始结构,在平行通道中高温主流与冷却来流的充分掺混位置相比于渐缩通道向下游延伸。新型结构在提高冷却效率的同时也增加了扰流柱部分的流动阻力,凸-凸结构相当于减小流体流动面积而产生最大流阻,这一现象在渐缩通道中更为明显。无论是在渐缩通道中还是在平行通道中,压力面为凸起结构、吸力面为凹坑结构（即凸-凹结构）时,因为其有较大的努塞尔数和较小的流动阻力而拥有最优的综合换热效果。