提高航空发动机/燃气轮机涡轮进口的燃气温度是提高燃气轮机效率的关键手段。随着涡轮进口燃气温度的不断提高,人们迫切需要新型高效的涡轮叶片冷却技术。本文主要通过实验和数值仿真计算研究三种叶片内部对流冷却结构的传热性能与流阻特性。本文的实验主要有两块:稳态实验和瞬态实验,仿真主要采用稳态的计算方法,实验和计算相配合,以比较分析其各自的努塞尔数和摩擦因子,以期寻找到性能更优的对流换热结构,并且得出它们增强换热的机理。本文研究的对流冷却结构主要是:高性能肋片、凹陷及凸起、柱肋及分离式柱肋。实验的雷诺数范围为8,500~60,000。研究结果表明:W肋具有最好的综合热性能;斜肋和凹陷单面加热板的Nu是最低的,但它们的压损也是最小的,综合热性能是比较高的;直肋在低雷诺数下的性能比较好,但随着雷诺数的增大,它的换热性能和综合热性能都在下降;柱肋和分离式柱肋的换热性能是最强的,但同时也是压损最大的,综合热性能是表现最差的;V肋的综合热性能稍稍好于斜肋和凹陷单面加热板;凹陷及凸起双面加热板相比于单面凹陷板有更强的换热性能,也带来了更多的压损,但是其结构更符合现实模型。