随着透平前温的不断上升，冷却作为一种必要的手段在燃气轮机透平得到了广泛的应用。由于在高温情况下辐射换热变得不可忽略，在对高温下的冷却进行研究时需考虑辐射换热的因素。本文合作搭建了高温平板气膜冷却耦合换热实验台，通过高温下的气膜冷却耦合换热实验对此情况下平板表面对流、导热、辐射与气膜冷却的相互作用进行研究，分析高温下各个参数对气膜冷却的影响。高温下的气膜冷却耦合传热实验验证了高温下辐射的不可忽视性，本文由此引入离散坐标法求解辐射输送方程，完成了辐射情况下气膜冷却耦合换热的计算。给出了耦合与辐射情况对平板上表面气膜冷却效果的影响及导热与辐射两种传热方式与气膜冷却之间的相互作用。计算结果表明，气膜冷却的速度场几乎不受内部冷却及辐射换热的影响，而温度场则受到耦合及辐射的影响很大。当壁面绝热时，考虑辐射的情况下，壁面将向冷却气膜进行对流换热。为了排除内部冷却的影响，定义耦合下的气膜冷却有效度ηconj，并结合ηconj与热流密度比q/qo对耦合情况下的气膜冷却进行分析，给出了耦合及辐射情况下气膜冷却有效度的变化与两者之间的联系。将耦合换热的各个因素分离，分别进行了分析。在耦合辐射换热计算的基础上，本文针对实验台的多个参数变化进行了研究，分别给出了耦合辐射换热下四周的壁面温度、气膜冷却的吹风比及入口辐射换热强度对平板表面气膜冷却效果的影响。最后本文提出采用实验数据结合数值计算反推入口辐射强度的方法进行进出口辐射能的预估，计算表明该种预估方法是有效的。