本文针对层板冷却叶片前缘的流动与传热特性采用数值模拟和实验的方法进行了研究。首先,根据层板冷却叶片型面及设计状态下的进出口条件,对实际叶片模型前缘3种绕流方式、3种扰流柱形状、2种冲击孔轴线设置方式对流动与传热的影响进行了数值研究。在设计状态下的计算结果表明:就总压损失系数而言,绕流方式A1低于绕流方式A2和A3;方形扰流柱的最高,菱形扰流柱的次之,圆形扰流柱的最小,但较为接近;E方式的冲击孔轴线设置较U方式的要小。就叶片前缘外表面的平均换热系数而言,三种绕流方式的相比,A1(27)A2(27)A3;三种扰流柱形状的相比,其大小关系随绕流方式和冲击孔轴线设置方式的不同而变化;两种冲击孔轴线设置方式的相比,U方式较E方式的大。就叶片前缘外表面的平均冷却效率而言,绕流方式A1较绕流方式A2和A3的高;三种扰流柱形状的相近;U方式较E方式的高。其次,数值研究了平均密流比和温比对实际层板冷却叶片模型前缘的流动与传热的影响。计算结果表明:随着平均密流比和温比的增大,实际层板冷却叶片模型前缘的平均换热系数和平均冷却效率均逐渐增大。再次,对于具有典型结构和计算结果中冷却效果较好的三种结构的层板冷却叶片进行了验证性试验。试验结果显示:四种结构的冷却效率均随着平均密流比的增大而增大,随着温比的增大而略微减小。最后,在压力和温度相对都较低试验台模拟状态下,在与实际叶片模型相同的来流雷诺数的条件下,对层板冷却叶片放大3倍模型的流动和传热特性进行了数值模拟研究,比较了不同平均密流比条件下叶片前缘的流动与换热情况,但绝对数值差异明显,在此基础上发展了针对于放大试验模型换热特性计算结果的修正方法。结果表明,两种叶片模型前缘的流动特性差别较小,努塞尔数分布及冷却效率分布变化趋势类似,经过修正的放大试验模型在模拟条件下计算的努塞尔数分布及冷却效率分布能较好地反映实际工作状态下的叶片换热特性。另外也比较了不同温比条件下叶片前缘的流动与换热情况,其分布与实际叶片模型类似,但绝对数值依然差异明显。