中文摘要：

横向紊动射流是流体运动的一种重要类型，它广泛存在于燃气轮机"气膜冷却"、锅炉以及发动机的燃烧控制等工程实际应用中。对气－固两相横向紊动射流流场结构、流动机理和传热特性的研究具有重要的学术意义，同时对解决工程应用中存在的许多问题具有指导作用。本课题通过对三维、多角度出射、气－固两相横向紊动射流的特殊流动机理与传热特性进行深入研究，在发展适用于单相横向紊动射流湍流模型的基础上，提出适用于气－固两相横向紊动射流的理论模型和相应数值计算方法，并结合可视化实验结果深入揭示横向紊动射流的流场结构、分析流场内部各种涡系的形成机理，提出控制涡系和降低能量消耗的方法，从而为指导工程设计、优化设备性能、节约能源提供可靠的理论依据。

结论摘要：

横向紊动射流是流体运动的一种重要类型，它广泛存在于燃气轮机气膜冷却、锅炉燃烧室等的燃烧控制、直升飞机垂直或短距离起落问题（V/STOL）、废气排放的控制等工程实际应用中。对气－固两相横向紊动射流流场结构、流动机理和传热特性的研究具有重要的学术意义，同时对解决工程应用中存在的许多问题具有指导作用。本课题以气膜冷却为背景，采用数值模拟与实验相结合的方法，对静止平板和翼型叶栅内三维、多角度出射、不同射流孔形状、不同射流数量、气－固两相横向紊动射流的流动机理与传热特性进行深入研究，得到了不同工况下时均和非定常的速度场、涡量场、压力场和温度场。比较了不同紊流模型和数值计算方法对此类问题的适用性，分析了不同因素对横向紊动射流流场的影响，提出了控制涡系和降低能量消耗的具体方法，为指导工程设计、优化冷却效果提供了可靠的理论依据。