燃气轮机是一种新型动力装置,目前已在航空、发电、冶金、化工、传播、能源与动力工程等领域获得广泛应用,在国民经济与国防建设中的作用日显重要。目前先进发动机的涡轮前进口温度已达到了2000K左右,比高压涡轮叶片金属材料的熔点高400K,因此,必须采取一定的冷却措施,以降低部件的表面温度,减少热负荷。目前对发动机高温部件实施防热保护的方法有扰动冷却、冲击冷却和气膜冷却等。其中以气膜冷却技术的应用最为广泛和最具应用前景,所以,气膜冷却孔得设计非常重要。而目前国内外的工作者大都是通过实验及经验设计的方法来研究,很少有人从优化设计的角度考虑。随着计算流体力学及计算机的发展,数值模拟涡轮叶片表面各个部位的冷却效果已经成为可能。应用数值模拟的方法可以对实验难以测量的参数进行预估,可以很精确的模拟出其内部的流场分布和表面温度分布的特点,而不需要大量的实验。应用数值模拟的方法对涡轮叶片的冷却进行分析和研究,有利于提高工作的可靠性和经济性,因此数值模拟的方法是研究燃气轮机叶片冷却技术的一个重要的手段。本文采用NUMECA公司的Fine/Turbo软件包,对没有气膜冷却的涡轮叶栅进行了数值模拟,静压分布与热流率计算结果与实验结果得到了很好的吻合,验证了数值模拟的可行性并进而选取了合适的湍流模型。在改变气膜孔孔径和入射角度的条件下,对叶片前缘具有单排气膜冷却孔的涡轮叶栅分别进行了详细的三维数值模拟,得到了孔径和入射角度变化对气膜孔下游有效作用面积和冷却空气流量影响的关系。并以此为基础,在Matlab中进行了数值分析,得到了在温度约束下比流量随孔径和冷却空气入射角度变化的关系,从而为今后气膜冷却孔的优化设计打下了良好的基础,为工程设计提供了有价值的参考。最后,本文还对研究生阶段所作的工作——混合动力车用控制器的冷却及隔振设计作了简单的介绍。