燃气轮机作为能源与动力领域的主要动力装置之一,在我国国民经济中占有举足轻重的地位。涡轮是燃气轮机的核心部件之一,其先进程度决定了燃气轮机的性能。为了保证涡轮的正常运行,动叶叶顶和机匣之间通常留有间隙,叶顶间隙的存在造成一定的泄漏流动和泄漏损失。泄漏流对叶片载荷、油耗、叶顶热负荷以及整机效率均带来严重的负面影响。特别是近年来涡轮朝着高性能、高负荷、低级数、大功率方向发展,使得泄漏流动的速度进一步增大,叶尖附近的流场更加复杂。因此,开展叶顶间隙流动控制技术的研究对于燃气轮机整体性能的提高具有重要意义。叶顶凹槽是最常用的叶尖处理方法,而凹槽的形状对泄漏流动有非常要的影响。另外,叶顶射流是一种常用的主动控制泄漏流动的方法,平顶上的射流能够有效地减小泄漏流动,而凹槽底部布置射流孔无法有效改善泄漏流动。因此,本文提出了一种凹槽肩壁射流的叶顶结构,采用数值计算进行泄漏流动控制的研究。首先,本文提出一种数学方法重构了凹槽型线,得到一种吸力侧肩壁加厚的新型凹槽。并且对比了新型凹槽与普通凹槽对泄漏流动影响的区别,以及不同的凹槽深度下对泄漏流动的影响。之后,在凹槽吸力侧肩壁布置射流孔,研究了不同的射流角度、吹风比以及射流孔数目对泄漏流动以及叶顶区域换热的影响。研究发现,新型凹槽能够有效的减小泄漏流动引起的气动损失,与平顶相比,出口截面总压损失减小约8%。随着凹槽深度增大时,泄漏流量有所减小。凹槽肩壁射流改变了间隙的流动状态,在射流和泄漏流动的相互作用下,在射流孔下游形成一个楔形低速区,显著地改变了泄漏流流出间隙的流动速度。当?为60°,?为45°时,这种相互作用对泄漏流动产生较大的抑制作用,泄漏流流量较小,出口截面泄漏涡区损失相对较小,同时,可以得到较好的叶顶冷却效果。随着吹风比的增大,从压力侧进入间隙的泄漏流量逐渐减小,射流与泄漏流的相互作用增强,从吸力侧流出间隙的泄漏流量也逐渐减小,出口截面的泄漏涡尺寸显著减小。在吹风比为1.5时,冷气对叶顶区域的覆盖效果较好,绝热冷却效率较高。射流孔数目为7时,射流对泄漏流的控制效果较好,并且能得到较好的冷却效果。