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基于He/Xe气体工质的闭口布雷顿循环系统在新型核动力航天器上有广阔的应用前景,具有重量轻、体积小、能量转换率高等优点。目前国外多个航天机构对基于He/Xe工质的闭口布雷顿循环进行了理论分析和实验验证,而国内公开文献中目前暂无相关研究。涡轮叶片作为空间布雷顿系统关键部件有着举足轻重的地位,其所面对的高温高压工作环境要求必须对涡轮采取合适的冷却方式。本文通过数值计算的方式分别对氦氙涡轮叶片的外部冷却和内部冷却技术进行研究。首先通过对平板气膜模型的分析研究基于氦氙工质的气膜冷却流动换热机理,通过研究不同吹风比（M=0.2～1.2）下气体流动形式、平板表面换热系数和冷却效率的分布,得到了气膜冷却效果的影响因素以及一般规律,作为后续外部冷却研究的理论基础。其次分别对光滑叶片和带气膜叶片的流动换热特性进行分析,分别研究进口雷诺数(Rein=200,000～335,000)、湍流度（I=1%～15%）和吹风比（M=0.8～1.1）对叶片表面换热系数和冷却效率的影响,分析了不同工况下叶片表面换热的差异以及气膜对增强换热的效果,总结出了氦氙涡轮叶片的冷却特性。然后通过对矩形通道的分析研究氦氙涡轮叶片内冷通道的流动换热机理,通过研究不同肋片角度（30°,60°和90°）、宽高比（1:1～1:4）的肋片对通道压降和壁面换热系数的影响,得到了基于氦氙工质叶片内部通道的最优冷却结构、分析了内部流动换热机理,作为后续内部冷却研究的理论基础。最后对比叶片空腔和带冷却结构叶片内腔的流动换热特性,分析进口雷诺数(Rein=453,000～524,000)、出流比（Sr=0.1～0.2）对通道沿程总压系数、壁面换热系数的影响,总结出了氦氙涡轮叶片内部冷却特性。数值计算应用UGNX10.0进行建模,通过ICEM对流场划分计算域网格,通过应用广泛的FLUENT商用数值计算软件进行数值计算,得到流场计算域内各参数分布,对比分析不同几何参数和气动参数对涡轮冷却特性的影响,可为氦氙涡轮叶片的设计提供参考。