【目的】従来の円柱形気膜孔は高い吹き付け比で冷却性能が急速に低下するが、気膜孔の形状設計により円柱気膜孔の冷却特性を改善できる。【方法】レイノルズ平均化ナビエ–ストークス（RANS）法を用いて段差気膜孔の冷却性能の数値解析を行い、円柱気膜孔との比較解析を実施した。【結果】結果は、平板気膜冷却モデルにおいて段差気膜孔の冷却効果が円柱気膜孔より優れており、特に高い吹き付け比R_B=1.0およびR_B=1.5の条件で段差気膜孔の冷却有効度が円柱気膜孔に対して100％以上向上し、段差気膜孔の冷却壁面熱伝達率は円柱気膜孔より低く、冷却壁面の熱伝達量を効果的に低減できることを示した；段差気膜孔の冷却効果は穴長さ比率係数R_Lの増加に伴い一旦低下した後上昇し、穴直径比率係数R_Dの増加に伴い継続的に上昇した；動翼前縁冷却において、段差気膜孔は円柱気膜孔に比べて葉身および葉頂での冷却効果がそれぞれ17.5％および17.0％向上し、葉身および葉頂の最高温度がそれぞれ24.7、14.1K低下した；円柱孔気膜と比較して、動翼の前縁段差気膜孔冷却により葉身および葉頂の冷却有効度分布がより均一となった。【結論】本研究結果は、燃気タービン透過翼冷却構造設計への段差気膜孔適用の指針となる。

段差気膜孔;冷却特性;動翼;前縁;数値研究