目前,先进燃气轮机的透平进口温度已远超涡轮叶片材料的耐温极限。因此,更加高效的冷却技术是保证燃气轮机可靠运行及合理寿命的关键,故发展冷却技术对于提高燃机效率有着极为重要的意义。当今,燃机涡轮静、动叶片冷却技术相当复杂,叶片内部采用带肋通道强化流-固对流换热;叶片外表面采用气膜孔排出冷气的方式,覆盖局部高温表面阻断燃气的侵袭。虽然,这种内、外组合的冷却方式已经广泛应用于工程设计,但是,如何快速精确地设计带气膜孔的叶片肋化通道是值得深入研究的课题。迄今为止,国内、外已经有不少学者对这类组合冷却技术进行了大量的研究,主要研究了内部肋化冷却结构与外部气膜冷却之间的相互作用。但是,大部分实验研究都是将真实的叶片内通道简化为方形、矩形或者三角形直通道,在给定的实验条件下进行测量（例如:给定常温边界或者常热流边界）,考虑真实叶片几何模型和真实流-固换热边界条件的研究很少。真实叶片的曲面结构与简化通道的几何结构的差异,真实叶片固体内部的导热以及固体壁面与内外流体的耦合换热,都可能造成简化通道模型及边界条件与实际叶片结果的偏差。尽管如此,在现阶段的工程设计中,这些简化实验模型和条件下得出经验公式依然是设计人员进行初始的一维冷却结构设计的主要工具。在数值研究方面,真实肋化多通道与气膜孔组合的叶片形状复杂,特别是在叶片高速旋转的环境下,这种真实组合冷却叶片结构的三维运行环境下数值设计及优化需要花费大量的时间和技术资源。因此,如何在现有计算资源的条件下快速而不失可靠性地设计这里组合冷却叶片也是一个值得深入研究的课题。首先,本文研究了涡轮叶片内部流动与传热一维简化计算程序。分别以内腔带有导管冲击冷却定子叶片及带有肋片强化换热结构的转子叶片为对象,研究了能够得出叶片内部温度分布和内外表面换热系数的一维快速算法。然后,着重数值研究了真实叶片三维的内、外组合冷却（即:内部蛇形带肋通道冷却加外表面气膜冷却）特性。其中,三维数值研究是基于真实叶片的运行工况,通过改变主流和冷气的流体温度,以及出口的压力边界条件,分析出口压力在不同温度下对整体冷却特性的影响。目的是:完善简化几何结构和边界条件下得出的复杂冷却叶片一维设计数据库,为设计者提供不同边界条件下冷却效率的预测规律。研究表明:1)在不同的主流进口与出口压力比下,当出口压力是一致时,压力比对冷却效率在叶片外表面整体分布规律的影响不显著,但在两排气膜孔之间,线平均冷却效率有较大差距,最大可达28.3%。2)在不同的主流与冷气温度下,当压比和温比一致时,冷却效率在叶片外表面的分布对流体温度不敏感,且线平均冷却效率的差距也很小,最大不超过5%。