纵向波纹隔热屏是一种广泛应用于军用航空发动机加力燃烧室的热防护结构，它在几何结构上的特点是沿流向呈正弦型波纹状特征。本文采用数值模拟与实验相结合的方法，系统地对这种正弦型波纹壁面的气膜冷却问题进行了研究。首先，进行数值模拟研究，对正弦型波纹壁面离散孔气膜冷却特点形成初步认知。研究的主要内容为：无冷却射流入射时，正弦波纹壁面近壁主流流场的结构特点；有冷却射流入射时，开孔位置、吹风比及孔错排对流场结构和气膜冷却效率的影响；Sellers气膜冷却效率叠加算法在正弦型波纹壁面气膜冷却问题上的应用。研究结果表明：无冷却射流入射时，正弦型波纹壁面近壁主流边界层在波峰后发生明显的边界层分离现象，在波谷附近存在较大尺度的展向分离涡，这是正弦型波纹壁面气膜冷却问题区别于其它几何型面气膜冷却问题的特征之一；有冷却射流入射时，开孔位置和吹风比分别影响分离涡的形状和分离区的尺度，分离区的尺度直接影响当地与下游区域气膜冷却效率大小和展向分布的均匀性；孔错排对提升气膜冷却效率作用明显；验证了Sellers气膜冷却效率叠加算法的适用性，揭示了造成叠加误差的本质原因，并提出了降低误差的方法。其次，实验测量了正弦型波纹壁面不同孔排数量的离散孔气膜冷却效率和气膜对流换热系数，分析讨论了孔排数量、开孔位置、吹风比及主流雷诺数的影响；在实验工况下，数值研究了实验件的气膜冷却特性，进一步揭示流场的细节，用以诠释实验获得的相关规律。研究结果表明：在一定的吹风比条件下，各开孔方式的气膜冷却效率沿程均呈现明显的波纹状变化特征，气膜冷却效率的最高值和最低值分别出现在波纹背风侧和波纹迎风侧，这是正弦型波纹壁面气膜冷却问题独有的特点之一；孔排数量减少和吹风比增大均会削弱气膜冷却效率沿程波纹状变化特征；吹风比小于等于0.6时，在波谷处及紧靠波谷的下游位置开孔会造成主流倒灌现象发生，极大地恶化当地及下游壁面气膜冷却效果，在工程设计中要尽量避免；正弦型波纹壁面气膜对流换热系数沿程亦呈现波纹状变化特征，对流换热系数的最大值与最小值分布出现在波峰与波谷附近；主流雷诺数对气膜对流换热系数影响较为显著，而吹风比影响较小。再则，本文对全气膜冷却技术在正弦型波纹壁面上的应用进行了数值研究，研究的主要内容包含：离散孔气膜冷却与全气膜冷却流场结构差异及对壁面气膜冷却效率的影响；无量纲孔径、开孔率、间距比及吹风比对正弦型波纹壁面全气膜冷却流场结构和壁面气膜冷却效率的影响。研究结果表明：全气膜冷却通过增加射流与主流边界层的接触面积，增大射流入射过程动量衰减速率，实现降低射流对主流边界层穿透程度和提升壁面气膜冷却效率的目的；降低孔径、增大开孔率及减小间距比都会提升气膜冷却效率，但与孔径和开孔率相比，间距比变化对气膜冷却效率影响较小。最后，开展正弦波纹壁面全气膜冷却实验研究，研究主流雷诺数、吹风比、主流进口流向湍流度及局部开孔率变化带来的影响。研究结果表明：在起始阶段后，正弦型波纹壁面展向平均气膜冷却效率沿程分布较为平缓，吹风比增加对整体气膜冷却效率提升幅度较小；展向平均全气膜对流换热系数沿程分布呈现一定的波纹状特征；主流雷诺数对提升展向平均气膜对流换热系数作用要明显弱于离散孔冷却方案；降低背向主流侧壁面的开孔率会明显削弱展向平均气膜冷却效率沿程波纹状分布特征；进口流向湍流度仅在大于10%时，对正弦波纹壁面全气膜冷却特性的影响才逐渐显露，主要体现为削弱全气膜冷却效率和提升气膜对流换热系数。另外，本文首次从红外测温原理的角度出发，研究了曲面曲率对红外测温精度的影响，指出红外测温方向与被测表面曲率是影响红外测温精度的主要原因，并给出了修正曲面红外测温方向性误差的方法。