气膜冷却作为叶轮机械高温叶片的重要冷却方式已得到广泛而深入的研究。随着航空发动机不断发展,其涡轮进口温度也在不断增加,传统气膜冷却技术将无法满足未来高性能发动机的冷却需求,因此亟需发展高效气膜冷却技术。等离子体流动控制技术作为一种新型主动流动控制技术在近些年得到广泛关注,利用DBD(介质阻挡放电)等离子体气动激励可以改善流场结构,从而为提高传统气膜冷却技术的冷却效率提供了一种新方法。本文基于标准Shyy等离子体唯象模型建立了相背布置于流向的双等离子体激励器模型,采用雷诺平均方法进行数值模拟计算。首先对平板气膜冷却进行分析研究,发现在气膜冷却流场中存在旋向相反的肾形涡对,该涡对具有使冷却气流远离高温壁面的抬升作用,而双等离子体激励器能够产生两条带状流向涡,并且在相应区域的旋向与肾形涡对相反,从而削弱了肾形涡对强度、提高了冷却气流的附壁能力。接着通过对平板壁面气膜冷却效率分布的研究,发现等离子体激励器的动量注入效应能够增大气膜冷却效率沿平板展向的分布范围,同时提高孔后部分区域冷却效率数值。最后通过改变激励强度与双激励器裸露电极间距来研究激励参数变化对气膜冷却的影响。结果表明,激励强度越高冷却气流在展向作用范围越大、相应区域冷却效率数值越大;电极间距越大展向上低温区范围越广,但会略微降低中心线附近气膜冷却效率。在平板气膜冷却研究的基础上,对所用等离子体模型在C3X叶型上的实际应用效果进行深入研究。主要分析了涡轮气膜冷却流场结构和不同吹风比下其结构的差异,以及激励强度对气膜冷却诱导流场的影响规律。研究表明,肾形涡对和顺压梯度的作用使得冷却气流在孔后部分区域未完全贴附于叶片表面,在再附位置又受横向压力梯度与肾形涡对影响而破裂。吹风比对涡轮叶栅气膜冷却流场的影响主要表现在冷却气流的附壁状态以及冷却气流沿流向发展能力两个方面。激励强度的影响主要在气膜孔后边缘至60%L范围内,激励强度越大该区域效率也越大;而在较高激励强度时,再次提高强度值带来的收益会相对变小。