针肋（又称扰流柱）结构简单且易加工。20世纪70～90年代，许多学者对针肋结构的冷却性能做了大量的基础研究，揭示了针肋冷却的流动与传热机理。对于涡轮叶片设计，从气动性能优化的角度考虑，通常将冷却通道设计成向尾缘末端逐渐收缩的结构，并且采用斜切等手段尽量减小尾缘厚度。由于厚度薄、结构强度弱，难以布置冲击冷却和扰流肋冷却结构，因此布置针肋冷却结构是个合理的选择。针肋与涡轮叶片尾缘的压力面和吸力面实现了结构和热力上相连接，针肋冷却同时兼顾到了叶片尾缘结构强度要求和强化传热需求，是一种高效的尾缘内部冷却结构。另一方面，由于叶片尾缘工作在高温环境下容易受到热侵蚀，为了保证叶片寿命并维持涡轮叶片的正常工作，将叶片尾缘区压力面的一部分削去，从而形成劈缝气膜冷却结构，以实现叶片尾缘区域的热防护。

叶片尾缘是实现冷却目标难度最高的区域之一，因为其空间狭窄并且强度较低，许多高性能的冷却方式难以应用，而短针肋（高径比为0.5～4.0）较适合应用于该部位。在冷却方案中，一般通过内部针肋冷却和外部气膜冷却耦合的方式对涡轮叶片尾缘进行冷却。通过在叶片尾缘内部通道中布置多个针肋，形成阵列扰流结构来提升对流传热性能，同时增加了尾缘结构强度；然后冷却气流从尾缘劈缝射出并进行气膜冷却，从而保护尾缘不受高温燃气的侵蚀。

针肋扰流兼具通道内部流动和圆柱绕流外部流动的特征。当流体流经针肋阵列时，流体在针肋的前缘根部产生马蹄涡，并在针肋后缘发生边界层分离，以及在针肋下游形成尾流。此外，针肋可以增加有效传热面积，增加叶片尾缘的结构强度。高速主流和尾流强烈掺混，提高了冷却气流的湍流度，使得针肋后方区域产生较大扰动，显著增强对流传热性能。

针肋的几何参数、排列方式、冷却气流流动参数和尾缘劈缝的形状等因素共同决定了针肋冷却的传热和流阻性能。其中，影响针肋冷却性能的几何因素包括针肋高径比、形状和倾角等。冷却通道的传热性能随着针肋高径比的增加而增强；叉排布置的针肋阵列传热性能要好于顺排布置的针肋阵列。冷却气流雷诺数也是影响针肋冷却通道传热和流阻性能的关键因素。针肋阵列冷却通道的湍流传热性能约为光滑通道的2～3倍，流阻约为光滑通道的10～20倍。此外，对于尾缘劈缝结构，与全劈缝结构相比，半劈缝结构由于减小了尾缘厚度，叶片气动性能较好，同时提高了劈缝壁面的冷却性能，因此获得了广泛的应用。