现代航空工业领域的不断发展,为了进一步提高燃气轮机的推重比和效率等性能指标,从燃烧室射出到第一级涡轮的温度必然会随之升高。因此,叶片表面的冷却技术被广泛应用到叶片的制造和设计过程中,以保持较高的运行稳定性和使用寿命。叶片的表面冷却技术经过几十年的发展,已经渐趋成熟,气膜冷却作为其中重要的组成部分,也得到了广泛的研究和应用。然而,燃气轮机中的沉积现象,会造成孔周围的表面形貌发生变化或产生气膜孔的局部堵塞,严重影响燃气轮机的使用寿命,因此,研究颗粒物在叶片表面沉积现象对于气膜冷却特性的具体影响,是很有研究意义的。本文对颗粒物在气膜孔附近存在沉积的气膜冷却模型进行了数值仿真及对比分析,最终总结出各个不同因素下,气膜孔周围的沉积对于下游气膜冷却效率的具体影响。首先,根据以往的文献及国外相关的实验结果,将气膜孔周围的沉积形貌简化成半球形的突起,将突起的尺寸形状等变量进行参数化设计和计算方案的确定,通过对计算结果的整理对比,分析气膜冷却模型在不同的凸起形状、凸起尺寸以及不同吹风比条件下的下游流场和温度场,得出各个因素对气膜冷却特性的影响。在中低吹风比的工况下,凸脊的位置对冷却效率的影响较为明显,表现为与气膜孔距离较近的位置冷却效率短期损失较为明显,距离越近形象越明显;凸脊的形状因素对于气膜孔附近区域的冷却效率有着较弱的作用,具体表现为随着凸脊几何尺寸的增大,绝热冷却效率有着略微的提高的趋势;而下游流动,随着凸脊结尺寸越大,冷却效率会略有降低。在高吹风比的条件下,各个结构的共性问题是此时凸脊的位置因素已经不是冷却效率和下游流动特性的主要影响因素,但可以通过影响肾形涡的范围和强度,间接影响冷却效率和传热流动等特性。相对于结构因素,凸脊的位置因素对冷却效果前期的影响较大,而尺寸因素则对后期气流的充分掺混和发展后的冷却效果影响较大。