层板冷却复合了多种冷却技术于一身，具有冷气用量少、冷却效率高等优点。对于某型航空发动机的涡轮导向叶片，本文以其弦中区处的层板冷却结构作为研究背景，通过数值分析及试验的方法研究了层板结构内部的流动及换热特性，为涡轮叶片弦中区冷却结构的设计提供技术参考。本文首先改变了扰流柱的形状，对不同流动参数下层板模型内部的流动及换热规律进行了数值分析。根据模拟的结果，通过改变扰流柱与冲击孔、气膜孔的相对位置，设计了两种扰流柱形状的层板结构模型，数值分析了其在不同流动参数下的流动换热特性。对于多扰流柱下三种典型排列方式的层板结构，利用数值模拟的方法得到其腔体填充比对层板结构内部换热特性的影响规律。根据数值分析结果，对不同扰流柱形状、不同射流雷诺数下层板结构的流动换热特性进行试验研究；通过改变一种多扰流柱排列方式下层板结构的内部腔体填充比及射流雷诺数，试验研究其内部的换热特性，验证数值模拟的结果。根据以上的研究结论，对层板的内冷结构进行改进，并在不同的射流雷诺数下，针对改进结构的流动与内部换热特性进行数值分析与试验研究，结果表明：改进结构的流动换热特性均优于改进前结构，试验与计算结果吻合良好。