燃气涡轮发动机的过渡态是指发动机由某一稳定工作状态安全地过渡到另一稳定工作状态的中间状态,起动过程是一种典型的过渡状态。过渡态来流温度和压力急剧变化将会带来燃气与涡轮叶片换热的大幅度动态变化,此时容易发生内部冷却系统的不匹配（如冷气量供应不足）,进而造成叶片的超温现象。燃气与叶片的对流换热很大程度上取决于叶片表面的流动状况,因此有必要研究过渡态叶片表面流动的详细机理。此外,在来流条件变化时,叶片的温度场将处于不稳定状态,受金属热容的影响,叶片的温度场还会存在滞后现象。异常的温度分布会导致涡轮转子承受较大的局部热应力及热变形,使叶片发生热疲劳现象,进而影响涡轮部件工作寿命。因此有必要开展发动机起动过程涡轮叶片流动换热特性的研究,为叶片可靠性分析提供依据。本文以某型低压涡轮转子叶片为研究对象,将高速叶型模化为低速叶栅模型,采用商业化软件ANSYS CFX模拟涡轮叶片的流场,根据实际工况下起动过程的雷诺数和来流攻角,以准稳态处理的方法模拟了起动过程7个时刻的稳态点。结合两种计算换热系数的方法（数值模拟叶片表面的热流差和温差、外换热程序NPUSTAN7Z求解边界层方程）详细分析了非设计状态下雷诺数及攻角和叶片表面流动状态及换热系数之间的关系。结果表明起动过程的流动雷诺数已经在自模区,叶片表面的静压升系数分布与雷诺数无关。设计状态下叶栅通道流动均匀,且在吸力面靠近尾缘的区域出现了流动分离现象。外换热程序计算结果显示,随着雷诺数的增加,叶片表面的层流区占据的位置越来越小。非设计状态下（叶片前缘为正攻角）压力面的流动换热情况与设计状态相当,吸力面前缘附近随着攻角的增大逐渐出现分离且分离泡逐渐变大,分离区换热系数较低。大攻角下叶片表面的流动由设计状态下的层流变为非设计状态下的湍流,湍流状态下叶片表面换热系数较高。同时本文采用了准稳态计算与瞬态耦合计算两种方法详细地研究了起动过程涡轮叶片的瞬态温度场。准稳态流场计算运用URANS的方法,叶片表面换热系数采用NPUSTAN7Z程序计算。编写了叶片表面三维数据插值程序对计算结果进行插值,得到求解导热的第三类边界条件,进一步计算了叶片的瞬态温度场。分析了准稳态方法计算的不同时刻涡轮叶片的瞬态温度场与流热耦合计算的差异,证明了准稳态处理具有一定的准确性,能够反映涡轮叶片在起动过程中温度场的变化规律。研究发现起动过程中金属叶片的热惯性造成其温升慢于来流的温升,叶片材料的非稳态导热会对叶片内部的温度分布产生显著影响,叶片内部存在一定的纵向温度梯度和横向温度梯度。叶片前缘、尾缘较薄部分热容小,对气体温度变化响应较快,叶身较厚部分热响应则比较慢,即叶片的温度场随时间的变化也存在滞后性。