刷式密封作为航空发动机的重要部件之一,其具有优良的密封性、稳定性和柔性等。随着我国航空航天技术的精进,刷式密封的工况环境也随之变得严苛,推动了对刷式密封性能的进一步研究。基于管束模型对刷式密封内部流动、传热特性、迟滞特性等有着广泛的研究。但对于微米量级的刷丝直径及刷丝之间间隙而言,宏观下的管束模型研究方法和结论并不适用。基于上述背景,本文基于微尺度管束模型对刷式密封内部流动及传热特性开展实验及数值计算研究。论文的主要研究内容如下:首先,本文对微尺度管束模型内部流动特性进行实验研究。主要使用MicroPIV对不同结构参数及不同入口流量下的微尺度管束模型内部流动情况进行实验研究。得出微尺度管束模型内部流动机理及结构参数对微尺度管束模型内部流场的影响。其次,基于实验研究对微尺度管束模型内部流动开展数值计算研究。使用不同的壁面函数的k-?模型对微尺度管束模型内部流动进行数值计算。通过分析实验与数值计算间隙线上速度分布情况及微柱圆周方向速度分布情况。研究结果表明,间隙线上速度均呈现两端高中间低的趋势,Scalable Wall Functions k-?模型与实验结果更加接近。实验结果圆周方向速度分布与Scalable Wall Functions k-?模型数值计算结果相似。最后,基于前文研究结果,对刷式密封保护高度区域建立三维管束模型并使用Scalable Wall Functions k-?数值计算模型对内部流场流动特性及传热特性进行研究。分析了三维流场压力分布情况、速度分布情况和温度分布情况。研究结果表明,压降出现在刷丝束并由上游向下游逐级递减。速度在刷丝间隙处增大且在末排刷丝间隙处出现射流现象。