为进一步探究跨声速涡轮中吸力面切向冷气喷射对叶栅气动性能及气膜冷却效果的影响,以跨声速涡轮叶栅作为研究对象,采用数值模拟方法,通过在叶片吸力面不同位置开设切向冷气喷射槽,进行不同吹风比下的冷气喷射,对跨声速气冷涡轮叶栅的总体性能以及流场细节进行了详细研究。研究结果表明,吸力面切向冷气喷射有利于减小跨声速涡轮叶栅激波损失,叶栅最大马赫数可减小0.104;切向冷气喷射槽位于尾缘内伸激波反射点上游,且吹风比处于0.75～1.00内时,叶栅能量损失最小;吹风比的增大有利于减小甚至消除冷气槽内分离泡,并能够减小唇部激波强度。

对某型氦氙工质向心透平进行数值模拟,研究了出口背压、叶顶间隙和叶片数对其气动性能和流场的影响,分析结果表明:随着出口背压的增大,透平输出功率线性下降,效率达到峰值后快速下降;叶顶间隙的增大引起的叶顶泄漏损失增大会降低向心透平的性能,叶顶间隙增加2%时,功率减小了3.3%,流道内存在的泄漏涡和通道涡使得效率下降了3%;叶片数少便于加工,但叶片数过少,导致流场恶化,透平性能明显下降,从10片减至7片,效率下降了1.9%。