航空燃气涡轮发动机的热效率和输出功率随着进口燃气温度的升高而提升,叶片前缘区域直接面对高温燃气来流冲击,是热负荷最严重区域,前缘气膜冷却不仅影响叶片冷却,还影响叶栅气动性能,如何有效设计叶片前缘区域气膜冷却结构成为研究者们关注的重点和难点。当前对圆柱形叶片前缘相关特性研究较多,椭圆形叶片前缘研究较少。本文通过数值模拟研究了半椭圆柱形前缘单排、双排及三排圆柱孔在吹风比为1.0-2.0时的气膜冷却效率和对流换热系数。结果表明:展向平均气膜冷却效率随吹风比增大而降低,沿着流向先降低再升高,吹风比从1.0增大到2.0,展向平均气膜冷却效率下降了76%。孔中心下游气膜冷却效率随吹风比的增大而降低,冷却效率下降了19%。吹风比增大时复合角气膜孔使展向冷气覆盖面积变大,展向气膜冷却效率降低不明显。低吹风比时,气膜孔排距离滞止线越远,冷气在展向扩散性越好,气膜冷却效率高75%。高吹风比时,孔排距离滞止线越远,冷气展向扩散性沿流向由差变好,冷却效率从低21%增加到高75%。增加孔排数可以改善气膜覆盖特性,吹风比越大效果越明显,冷却效率从高45%增加到高60%。展向平均对流换热增强系数沿流向始终下降,前半段下降12%,后半段下降3%。孔中心下游对流换热增强系数与展向平均对流换热增强系数趋势基本一致。在气膜孔下游同一位置,随着吹风比增加,展向平均对流换热增强系数降低,下降了4%。气膜孔排距离滞止线越远,对流换热增强系数越高,高4.5%,高吹风比时这一现象更加明显,从4.5%提高到7.5%。双排孔时对流换热增强系数最高,比单排孔和三排孔高6.1%。