随着能源问题的日益严峻，太阳能等可再生能源越来越受到人们的关注。碟式热发电系统由于具有独特的优势成为太阳能利用最有潜力的方式之一，斯特林发动机是碟式热发电系统中的关键部件，而回热器是斯特林发动机中的核心部分，回热器的性能好坏直接影响到碟式热发电系统的效率。 本文针对高效斯特林发动机回热器进行了系统研究。首先对斯特林发动机的几种分析方法进行了阐述和比较，不论是施密特分析法还是马提尼分析法都是在理想假设的基础上进行分析，与实际斯特林发动机尚有很大差距。本文应用实用等温分析法对斯特林发动机进行分析，在此基础上对斯特林发动机回热器进行了理论分析和数学描述。 在理论分析的基础上，针对斯特林发动机实际模型进行了仿真模拟，模拟使用FLUENT动网格模型，并应用多孔介质理论对回热器实际工作过程做了模拟分析。分析表明，回热器的温度变化呈正弦(或余弦)变化，并在热腔和冷腔之间建立线性温度梯度。 其次，使用单吹法对热吹风期内回热器的传热和流动进行数值模拟，并分别对影响回热器性能的主要因素－孔隙率、材质以及工质进行了分析比较。经过模拟发现：孔隙率增大，回热器升温快，稳定时间短，压降减小，但是蓄热能力差；材质方面，陶瓷为填料的回热器稳定最快，升温过程中温度梯度最大，但是蓄热能力最差，而铜为填料时，稳定时间最长，升温过程中温度梯度最小，基体的轴向导热明显，不锈钢次之；氢气为流动工质时，回热器稳定最快，换热性能最好，氦气次之，空气最差，在相同功率的情况下，氢气的压降最小，氦气次之，空气压降最大，但是氢气为工质时面临很多实际运行中需要解决的问题，如安全性问题、渗透性问题等。 通过对影响回热器性能因素的传热和流动数值模拟，发现提高回热器换热性能和减小回热器流动损失是相互矛盾的，对高效回热器的优化设计需要综合考虑这两方面的优缺点，在给定的设计条件下，需要确定一个综合各方面因素的最佳值。这为斯特林发动机高效回热器的设计提供了依据，具有重要意义。