全气膜层板冷却技术是一种新型的冷却方式，它集冲击冷却、对流冷却以及气膜冷却于一体，具有需要冷气量少，冷却效率高的优点。这一技术具有非常广阔的应用前景，所以正在受到越来越多的重视。 本文分别通过实验、数值模拟以及工程计算的方法对层板结构的内部流场、换热以及整体冷却效果等进行了研究。 实验时，设计加工了6块不同结构的层板实验件，并采用油流法对各层板实验件的内部流动情况进行了研究。实验结果表明，层板内部的流动情况随其结构的变化而变化，这种变化主要集中在扰流柱附近区域。 数值模拟时，为了能够与实验结果相比较，所建立模型的几何尺寸与实验时相同，并对各层板模型的流动与换热情况进行了研究。结果表明：对层板内部流动情况而言，计算结果与实验结果基本吻合；对换热情况而言，在每种层板内部各表面的平均换热系数中，冲击孔以及气膜孔内表面的换热系数较大，冲击面的换热系数最小，扰流柱表面的换热系数与其绕流方式有着密切的关系。 工程计算时，将层板冷却结构应用于航空发动机的涡轮叶片中，构成层板冷却叶片，针对这种叶片采用标准的FORTRAN 77语言分别编写了能够快速计算其稳态以及非稳态温度场的计算机程序。并且应用该程序对不同结构层板冷却叶片的稳态及非稳态温度场分别进行了计算，获得了整个叶片在稳定状态以及非稳定状态不同时刻的温度分布情况，并分析了稳定状态时，冲击孔、扰流柱以及气膜孔几何尺寸对整个叶片温度场的影响；非稳定状态时，叶片温度场随时间的变化情况。