气膜冷却技术已经广泛应用在现代燃气轮机热端部件冷却结构中。随着航空燃气涡轮发动机性能的不断提高，发动机内流出现了强压力梯度和超音速流动特征，这势必将对气膜冷却特性带来不容忽视的影响。　　在亚音速主流条件下，本文分别对收缩、扩张和平直通道中的平板气膜冷却开展了数值研究。对比分析了不同主流压力梯度、吹风比以及主流湍流度条件下的流场流动特征和温度分布。研究结果表明：引起气膜冷却效率变化和不同发展趋势的因素可归结为主流速度边界层轮廓及厚度、主次流自由剪切混合程度、肾形涡的强度和位置。相对零压力梯度的主流条件，主流的逆压力梯度一方面增厚边界层、增强了气膜射流对主流的穿透；另一方面削弱肾形涡的强度。主流的顺压力梯度扼制主流边界层的发展、抑制气膜射流的穿透能力，增强肾形涡的强度，同时降低肾形涡涡核的位置。这使得在低吹风比下，主流逆压力梯度环境提高气膜绝热冷却效率，顺压力梯度反之；在高吹风比下，顺压力梯度提高绝热冷却效率，逆压力梯度反之。主流湍流强度的提高，使得边界层速度廓线更加饱满，抑制流动分离，削弱了肾形涡的强度，同时也消弱主流压力梯度对气膜绝热冷却效率的影响。　　在超音速主流条件下，本文对不同收缩比通道中的平板气膜冷却进行数值模拟。结果表明：主流压力梯度对平板气膜冷却的影响主要体现在三个方面：主流压力梯度对近壁区流体速度的影响远大于主流核心区；主流压力梯度对肾形涡和次生流向涡强度的影响；主流可压缩性的影响。在本文的参数研究范围内，无论射流是亚音速还是超音速，气膜绝热冷却效率随着主流顺压力梯度的增强而提高，而逆压力梯度的作用相反。　　在超音速主流条件下，对通道弯曲壁面上的气膜冷却进行数值模拟。计算结果表明：弯曲壁面上的气膜冷却除了受到与上述平板气膜冷却相同的三个影响因素的影响外，还受到垂直于壁面方向的浮升力的作用。在本文的参数研究范围内，气膜绝热冷却效率随主流压力梯度的变化规律与平板气膜冷却相同。相比于相同流向压力梯度的平板气膜冷却，在低吹风比时，凹壁面上绝热冷却效率显著降低,在高吹风比时,凸壁面上绝热冷却效率显著提高。