目前,由于航空发动机朝着高推重比和高效率方向的发展,涡轮入口处的温度不断提高,使得涡轮入口处不均匀温度场的温差不断升高,产生具有局部高温核心的燃气流,即所谓的“热斑”(Hot Streak)。热斑的温度已经远远超过了涡轮使用材料的长期稳定工作的耐温极限,必须采用复杂的冷却机制来保障涡轮叶片的正常运转,准确预测热斑在高压涡轮导叶通道内的迁移特性可以为涡轮冷却系统设计和叶片热防护提供重要参考。本文主要通过数值模拟和试验研究的方法,分析了在不同进口参数和冷却方式下,热斑在高压涡轮叶栅通道内的流动规律。研究中发现,当涡轮入口热斑正对导叶前缘时,对叶片的热冲击效果最显著;高温热流沿叶片前缘流向两侧,在叶片的表面形成带状高温区域,叶片压力面侧热流聚集更多,热负荷更大。当热斑改变径向高度时,流动过程中会受到通道端壁的影响,使得核心区域温度下降了1.83%。当入口湍流度增加后,加快了栅前热斑与主流之间的掺混,使得到达叶片前热斑的温度降低;当等熵马赫数较小时,叶片压力面温度随湍流度增大而升高,当等熵马赫数较大时,叶面压力面出现了流动分离现象,温度随湍流度增大反而降低。研究中还发现脉动热斑在叶栅通道中的迁移规律与稳态热斑截然不同,且特性变化受频率和振幅影响明显。综合分析本文的研究结果,发现热斑的入口位置对热斑在叶栅通道中的流动路径起决定性作用;湍流度变化对热斑在流动过程中与主流的掺混和叶片间的对流换热影响显著;脉动热斑的迁移规律更为复杂。