换热器被大量运用于很多工业领域,是工业中不可缺少的工艺设备之一。能源的紧缺使得提高换热器效率显得尤为重要,被广泛用于改善换热器性能的强化传热技术是提高换热器效率的最有效手段之一,且能降低其运行成本。强化传热技术可以分为:主动强化传热技术、被动强化传热技术和复合强化传热技术。被动强化传热技术由于其易实现、低能耗被大量使用到工业中。纵向涡产生器（VG）是一种最常见、应用最广泛的被动强化传热技术。由于涡产生器所产生的纵向涡能以较小的压降极大的增强换热表面的传热能力,因此纵向涡强化传热一直是科研人员所研究的热点话题,大量的研究成果被发表。这些文献主要介绍了纵向涡的流动和强化传热特性,以及涡产生器对强化传热影响的参数效应,对纵向涡引发强化传热的机理研究较少。目前对纵向涡强化传热机理的解释可以归纳为:（a）边界层理论,纵向涡可以增强涡与边界层之间的动量和热量交换,使流体产生强烈的流动不稳定性,还可以增加不同温度下的流体混合;（b）绝对涡通量理论,绝对涡通量的值决定了纵向涡的强度。这两种解释仍然存在争议,边界层理论无法解释不同热边界条件下的不同对流换热强度。绝对涡通量又是有量纲数,绝对涡通量的值与纵向涡强度的关系随着结构参数的变化而变化,且无法解释在边界层起始部位有很大的传热系数这一现象。为了丰富纵向涡强化传热机理,本文从另一个角度去解释纵向涡强化传热的机理。该解释基于热通量对流传输方程,在对流传输方程框架下,速度梯度和速度及二者共同的贡献决定了热通量q的传输,从而可用该方程揭示对流强化传热的机理。据此,论文基于热通量对流传输方程揭示纵向涡产生器产生二次流强化传热的机理。论文采用数值方法研究了Re=200时两种通道的传热,一种是在通道下壁面上安装涡产生器对（VGs）,另一种是没有安装涡产生器对。比较了有涡产生器对和没有涡产生器对情况下的对流贡献项的差异。同时,由于壁面上的对流传热能力也取决于热边界条件,论文研究了均匀热流（UWHF）和均匀壁温（UWT）两种边界条件下纵向涡强化传热机理的差异。研究结果表明:（1）对于没有涡产生器的通道,局部的热通量和速度梯度贡献项、速度和热通量梯度贡献项以及两者的组合的贡献项都为零,对热通量分量qy的局部传输没有贡献,因此qy的局部值为零,说明这些贡献项在y方向对qy的局部传输没有帮助。对于有涡产生器对的通道,纵向涡大大增强了这些贡献。这些这些贡献的局部值增强了qy的局部传输。（2）局部的速度梯度贡献、速度贡献以及两者的共同的贡献导致上下壁面上的qz/（35）T增加,因此通过纵向涡增强了强化传热能力。（3）所研究物理问题在y方向周期性对称,从而没有沿y方向的平均意义的传热。这和速度梯度贡献、速度梯度贡献以及两者共同的贡献的横向平均（沿y方向平均）都为零,qy的横向平均也为零正好匹配。（4）在均匀壁温和均匀热流边界条件下,对于有涡产生器对的通道,纵向涡引起的强化传热机理可以表示为纵向涡有效促进了局部的速度梯度贡献和速度贡献以及两者的共同贡献在y方向的增强,从而增强了qy的局部传输,导致qx和qz传输相应贡献的增强。这样,qy传输的增强引起了qx和qz传输的增强。（5）在均匀壁温和均匀热流边界条件下,涡产生器对的高度和攻击角是影响qy局部传输速度贡献和速度梯度贡献大小的主要参数,然后影响qz传输的强弱。涡产生器对的长度对速度贡献和速度梯度贡献的影响很小。（6）在均匀壁温边界条件下速度的贡献项对主流方向热通量的传输有积极贡献,而在均匀热流边界条件下速度对主流方向上热通量的传输有消极贡献。（7）在均匀热流边界条件下,纵向涡通过增大速度和速度梯度贡献的横向平均（沿y方向的平均）值来增强qz的传输,但主要是增大了速度梯度的贡献。（8）在均匀壁温和均匀热流边界条件下,纵向涡对流传热增强机理之间的显著不同是速度梯度对垂直于通道壁面热通量传输的贡献造成的。也就是沿着主流动方向,在均匀热流边界条件下壁面上存在的热通量,从而通道壁面附近区域中主流速度分量梯度对垂直于壁面热通量传输起到积极的作用。