چکیده: توربین‌های گازی برای دست‌یابی به راندمان حرارتی بالاتر نیازمند افزایش دمای گاز ورودی به توربین می‌باشند. افزایش دما منجر به اعمال بار حرارتی مازاد حد تحمل آلیاژ پره‌های توربین گشته که جهت کارکرد مناسب، خنک کاری پره‌های توربین بسیار ضروری است. در این پژوهش با تمرکز بر خنک کاری خارجی پره‌ی توربین، به تغییر ساختار هندسه ترانشه در جهت افزایش راندمان خنک کاری و کاهش جریان خنک برخاسته از سطح پره توربین گاز پرداخته‌شده است.‌ شبیه‌سازی سه‌بعدی صورت گرفته با استفاده از روش‌های عددی بوده که به جهت صحه سنجی، سه مدل توربولانسی متفاوت موردبررسی قرارگرفته که مدل توربولانسی k-ε realizable نتایج دقیق‌تری را ارائه کرده و به‌عنوان مدل مورداستفاده در این تحقیق در نظر گرفته‌شده است. برای بهبود راندمان خنک کاری فیلمی پره‌های توربین، از ترانشه ها با هندسه‌ی متفاوت در شرایط خنک کاری و در نسبت دمش‌های M=0.5, 1 and 2 استفاده‌شده است؛ به‌عبارت‌دیگر، درروند شبیه‌سازی علاوه بر هندسه ترانشه عرضی ساده که به جهت صحت سنجی و مقایسه نتایج مدل‌سازی صورت گرفته، ساختار ترانشه w شکل با سه دامنه متفاوت همراه با تغییرات لبه‌ی پایین‌دست موردبررسی قرارگرفته است. استفاده از این ساختارهای ترانشه موج w، سبب تضعیف جفت گردابه خلافگرد (CRVP) می‌شود که از عوامل برخاستگی جریان خنک از سطح و نفوذ آن به جریان داغ می‌باشد. پخش یکسان جریان خنک و افزایش سپر حرارتی در سطح پره منجر به بهبود راندمان خنک کاری و کاهش دمای سطح می‌گردد. همچنین بر اساس اطلاعات و نتایج حاصل‌شده، استفاده از فیلت های شعاع متغیر بر لبه‌ی پایین‌دست ترانشه های w شکل منجر به بهبود قابل‌توجه راندمان خنک کاری در جهات جانبی و امتداد خط مرکزی گردیده است. در بررسی تغییرات اندازه‌ی فیلت های شعاع متغیر، ترانشه های موج w با دامنه‌ی طویل‌تر عملکرد مناسب‌تری را نسبت به ترانشه با دامنه کوتاه‌تر داشته است. به‌طورکلی ترانشه های w شکل در نسبت دمش‌های بالا عملکرد مناسب‌تری به ثبت رسانده‌اند و در نسبت دمش M=2، به‌طور متوسط میزان راندمان خنک کاری جانبی در بهترین حالت طراحی ترانشه w شکل در حدود 23 درصد و با اعمال فیلت شعاع متغیر در حدود 39.6 درصد نسبت به ترانشه عرضی افزایش‌یافته است. افزایش نسبت دمش و استفاده از فیلت های شعاع متغیر به ترتیب سبب افزایش و پخش گسترده‌تر نسبت ضریب انتقال حرارت در صفحه خنک کاری می‌گردد. همچنین، استفاده از فیلت های شعاع متغیر بر ترانشه های موج w با دامنه‌ی بالاتر نتایج مناسبی را در NHFR نسبت به باقی هندسه‌ها در تمامی نسبت‌های دمش ارائه کرده‌اند.