随着现代涡轮的发展,涡轮前温度大幅提升,大冷气量涡轮的设计需求也逐步提高。而气膜冷却作为涡轮最常用的冷却方式,其对叶栅的气动性能影响也最为明显。在面对三维设计体系仍需较大计算能力支持的情况下,准三维设计体系依然是叶轮机械设计体系中重要的一环。而S2流面程序作为准三维设计体系的核心,其计算的准确性对叶轮机械的设计有着极大的影响。因此,针对目前的设计需求,保证和提高S2流面程序计算的准确性是十分必要的。首先,本文详细介绍了涡轮冷却技术的发展历程,叶轮机械设计体系,涡轮内流动损失的机理、涡轮损失模型的发展历程以及影响气膜冷却损失与冷却效果的因素。其次,本文对S2流面程序的基本方程、损失模型以及冷却模块进行了详细的介绍。本文以两台不同型号涡轮作为模型,分别利用三维程序与准三维程序进行计算。结果表明S2流面程序计算结果的准确性主要取决于损失模型,该S2流面程序计算结果稳定性一般,但参数沿叶高分布规律与三维结果接近。本文根据现代气冷涡轮冷气分配特点,改进S2流面程序冷气分配模型,通过对一台气冷涡轮分别进行三维以及准三维计算。结果表明本文的改进方法可以减小原程序因冷气集中排放导致的损失集中,使涡轮进口流量提高了0.38%。本文针对原S2流面程序冷却模块中冷却边界与冷气流量不匹配的问题,采用三维-准三维变维度耦合方法,完成了真实叶型气膜孔位置在S2流面网格上的几何对应、冷气流量的修正以及冷气的再分配。子午流面参数云图显示,该方法可以修正给定冷却边界下的冷气流量,降低了涡轮叶栅内损失,同时冷气排放位置的修正使涡轮叶栅内温度分布规律与三维计算相符。