新一代航空发动机回热器采用椭圆形管式结构,即用多根椭圆管组成的回热器代替传统的板翅式回热器,是一类紧凑式高温回热器,在军工、舰船、航空航天等工业领域具有广泛应用前景。目前对于椭圆管回热器的传热性能及强化传热机理还不甚明确,相应的设计准则及规范还不完善。针对上述问题,本文采用商业CFD软件FLUENT对椭圆管回热器的壳程传热与阻力性能进行数值模拟研究,为椭圆管回热器的选型设计、结构优化提供一定的理论基础。本文的主要研究工作和研究结果如下:首先,建立椭圆管回热器壳程周期性模型,运用商业流体软件FLUENT对其进行了数值研究,并通过与相关文献的试验测试结果对比,验证了本文所采用的流体力学模型及数值模拟方法的可行性和准确性;其次,基于前述的模型和方法,对椭圆管回热器壳程传热和阻力性能及其影响因素进行分析,结合综合性能评价指标,得到了综合性能最优的椭圆管回热器结构;进而,对椭圆管回热器进行结构优化,提出平椭圆管结构,并对平椭圆管结构壳程传热和阻力性能进行了计算分析,结合综合性能评价指标,得到了综合性能最优的平椭圆管回热器结构;最后,基于场协同原理,进一步探讨了椭圆形管回热器壳程强化传热的机理。