能源在如今的生活及社会发展中起着举足轻重的作用,所以能源对于人们的意义非常重大,但是地球资源日益减少,所以对于提高能源利用率的要求迫在眉睫.强化换热技术为了现代工业的需求,不断缩小换热设备的重量和体积,并且仍然可以使换热设备的效率大大提高,故在工业界以及科技节备受重视.但是已经广泛应用的受迫流动强化传热技术都存在强化换热的同时功耗增加更多的问题.本文为了寻找较好的强化换热管型,对圆管、椭圆管和滴型管三种不同管型的管外空气侧的流动进行数值模拟.比较三种强化换热管的换热性能的优劣,得出滴型管的流动与传热综合性能较优,椭圆管次之,圆管较差的结论,并利用场协同原理对模拟结果进行分析,验证了模拟结果的正确性.根据换热性能分析标准定义了新的换热与流动评价标准,无量纲参数N0来综合评价换热表面的强化传热效果,得出和场协同原理相似的结论.并对清华大学提出的交叉缩放椭圆管进行数值模拟,改变交叉缩放椭圆管的特定尺寸参数,以传统评价标准PEC,在交叉缩放椭圆管之间进行横向对比,确定换热最优尺寸.以场协同原理为指导思想,分析纵向涡对速度与温度梯度协同角的影响,推导出新型的协同角表达式.从温度场、速度场和压力场三个方面出发分析交叉缩放椭圆管换热机理,总结换热特点,指出交叉缩放椭圆管换热效果良好的原因.在本文中,用场协同原理对数值模拟中出现的现象进行理论分析.从数值模拟结果和理论分析两方面出发进行比较,得出合理结论.