中文摘要：

气膜冷却是具有重要应用的先进冷却技术，在高负荷燃气轮机、先进航空发动机等国家重点发展项目都有不可替代的应用，是现代高压涡轮叶片必选的冷却方式。但国内外对气膜的研究基本上限于静态，对于更具学术和应用价值的旋转态下气膜与主流的掺混发展过程的研究报道甚少。旋转状态下力的作用机理远远复杂于静止态，除惯性系下常规力项外，旋转附加力项，如离心力、哥氏力和离心衍生浮升力等，也将严重影响气膜与主流的掺混过程，导致

结论摘要：

气膜冷却是在高负荷燃气轮机和航空发动机上有重要应用的先进冷却技术，而国内外对气膜的研究基本局限于静止状态，对于更具学术和应用价值的旋转状态下气膜与主流掺混过程的研究则报道甚少。为了深入理解旋转系下各种旋转附加力如离心力、哥氏力、离心浮升力等对曲面气膜出流的作用机理，积累必要的基础性研究数据，改进湍流模型，从而为气膜冷却的设计打下基础。本项目研究首先通过理论分析推导出了影响旋转状态下曲面气膜出流的参数并对其作用机理进行了分析，并通过基础性实验研究，掌握了转速、吹风比、温度比、主流雷诺数、密度比等参数对气膜掺混过程的作用规律，分析了各种力作用及相互作用的机理和规律。实验结果表明旋转不仅影响气膜冷却效率，还对气膜覆盖区域产生影响,在旋转作用下气膜出流在叶片展向上发生偏转。通过对实验工况的数值模拟，对比了不同湍流模型的计算结果，为湍流模型的修正奠定了基础，从而为通过CFD模拟旋转状态下气膜与主流的掺混过程，进行工程实际设计奠定了基础。最后基于旋转对气膜覆盖区域和冷却效果的影响提出了衡量气膜出流冷却效果的评价体系。