CCAR33部第21条中明确规定:发动机的设计与构造必须在飞机预定工作条件下提供必要的冷却。气膜冷却在涡轮叶片冷却中起到了非常重要的作用。但是在涡轮设计过程中,为保证航空发动机的安全性和经济性,即在保证冷却效果的前提下将掺混损失降低至最小,快速准确地预估掺混损失成为了一个重要的课题。本文采用数值模拟的方法,围绕叶栅环境下冷气射流与主流掺混过程中对流场与掺混损失的影响这一问题,对相关内容展开系统的研究。本文首先对基本的带有单排冷气孔的叶栅模型进行研究,通过对不同吹风比下冷气射流与主流掺混过程的流动特点进行对比分析,将单排孔冷气射流流动状态分为低吹风比流态（LBR流态）和高吹风比流态（简称为HBR流态）。LBR流态下,冷气射流主要贴附壁面流动并与边界层相互作用,随着吹风比的增加,边界层厚度增大;HBR流态下,冷气射流直接与主流掺混,在掺混过程中主流内会形成方向相反的肾形涡对并造成较大的气动损失。基于上述流动状态分析以及叶栅气动损失随吹风比和动能比的变化规律,建立了考虑冷气影响的单排孔掺混损失预测方法。随后,针对来流攻角对掺混损失的影响进行了系统的研究。研究发现来流攻角会改变主流的边界层厚度以及当地位置的主流速度,这会间接地影响掺混损失。在LBR流态下,来流攻角通过影响边界层来改变冷气与边界层的相互作用;在HBR流态下,来流攻角会影响当地主流速度来改变冷气与主流的掺混。据此,通过引入与来流攻角有关的修正系数对单孔掺混损失预测方法进行修正,考虑了攻角对掺混损失的影响。经过数值计算的校验,认为该预测方法具有一定准确性。在单排孔冷气射流研究的基础上,对相邻双排孔的冷气射流相互作用对叶栅气动损失的影响进行了研究。相邻的双排孔的冷气射流的流动状态可以分为ULDL流态、ULDH流态、UHDL流态以及UHDH流态。通过与相互独立的理想假设的预测值进行对比,得到相邻射流相互作用较强的流态——ULDL流态与ULDH流态,并对其进行对比分析。据此总结了双排孔冷气射流掺混损失预测方法。并在真实涡轮级的数值模拟中进行数值校验,结果显示该方法具有一定准确性。此外,本文对叶片固体域和流体域的传热对气动损失的影响进行了初步的研究。数值计算结果显示叶片内壁面温度的变化只会改变近壁面区域的温度的分布,由于在不同流态下,参与掺混的主流范围不同。与HBR流态相比,在LBR流态下会受到近壁面温度场改变较大地影响,且随着内壁面温度的提高,温差引起的掺混损失增大。