由于航空航天技术水平的不断发展,涡轮发动机所需求的性能越来越高,这就要求发动机不断提高自身的输出功率,而涡轮发动机的输出功率和其进气口的温度有着密切的相关性,因此,涡轮发动机的进气口温度每年都会按要求逐步提高。为保证涡轮发动机的首级静叶片处于一个安全而又可靠的工作环境中,防止出现蠕变、断裂等现象,需要对叶片进行冷却处理,叶片冷却的技术也因此变得格外重要。本文提出了一种内置热管的叶片冷却方法,采取数值模拟的计算方法研究了内置热管的叶片冷却技术的可行性及工作原理,并在理论上分析了预期效果,本文的相关研究内容如下:(1)计算了液态金属钠热管内各传热极限的数值,发现毛细极限是影响换热最重要的因素,且热管工作温度、纤维直径以及孔隙率的大小,是影响毛细极限的主要因素,并计算得出了毛细极限最大值以及此时热管结构尺寸参数的数值。(2)构建了热管冷却叶片的二维简化模型,并对其工作过程进行数值模拟分析,模拟了吸液芯内部的毛细力和相变过程,验证模型的可行性,为后续工作进展做铺垫。(3)建立三维叶片疏导式结构等效换热模型,进行整体的热阻计算和理论分析,验证其工作过程理论模型的可靠性,并设计出能实现良好性能换热的叶片底部的肋片结构,大幅度降低叶片内部整体温度。在Fluent数值模拟软件中使用合适的湍流模型对简化的三维叶片结构以及其外部流场进行数值模拟,并模拟了在流场入口不同的温度和速度下,对应的工作过程和数值模拟结果。单一提高入口速度和温度,都会使叶片整体温度有所升高,但仍保持稳定,符合热管均温特性。