翅片管换热器作为生产生活中常见的热交换设备,广泛应用于能源动力、机械制造、空调工程等诸多领域。多数翅片管换热器管外流体为空气,由于空气的热物理性质导致换热器的热阻主要集中在空气侧,如何改善空气侧换热是需要研究的重点。涡发生器因具有强化换热效果好、流动阻力小、易于加工等优点受到了科研人员的广泛关注,因此,本文将在翅片表面加装八边形翼涡发生器,探究八边形翼对空气侧流动与换热特性的影响,旨在为翅片管换热器结构优化提供参考。本文以直面和曲面八边形翼翅片管为研究对象。在保持两种翼面积相同的基础上,首先,采用数值模拟方法对加装“渐缩式”直面八边形翼的翅片管空气侧流动与换热特性进行研究,探讨入口速度、翼攻角、翼结构参数对翅片管表面平均努塞尔数、通道阻力系数以及综合换热性能因子的影响;通过对速度云图、温度云图以及矢量图的分析,揭示直面八边形翼影响翅片管空气侧换热的内在机理,并与平直翅片管进行对比,得出最优的直面八边形翼翅片管结构;其次,对加装曲面八边形翼的翅片管空气侧流动与换热特性进行研究,探讨不同入口速度下改变曲面八边形翼相对换热基管的周向位置（β）和径向位置（rcow/rG）对翅片管空气侧流动与换热特性的影响,并分析得到最佳的曲面八边形翼位置参数;最后,比较直面和曲面八边形翼翅片管在流动和换热特性方面的差异,并着重对比研究两种翅片管在等泵功和等流量条件下的综合换热性能,为不同工况下的翅片管换热器选择提供相关理论依据。研究结果表明,空气流经直面、曲面八边形翼与基管壁形成的渐缩、环形通道时速度明显提高并冲击管后尾流区,均改善了该区域流动换热状况;此外,加装两种翼均能诱导流场产生一对旋向相反的纵向涡旋,并且涡旋核心靠近翅片,减薄了流体边界层。相同的雷诺数下,直面八边形翼翅片管平均努塞尔数和阻力系数均随着攻角的增大而增加;不同的翼结构参数对平均努塞尔数的影响也不同,而对阻力系数影响却很小;在研究的雷诺数范围内,当攻角为20°时,长6mm、高2.1mm、顶角纵切边2.6mm以及横切边0.65mm的直面八边形翼使得翅片管综合换热性能达到最佳。曲面八边形翼翅片管平均努塞尔数随着rcow/rG比值的增加先增大后减小,而随着β值的增加略微减小;rcow/rG和β值的增大均会使得阻力系数不断增加;在研究的雷诺数范围内,当rcow/rG=1.75、β=90°时,曲面八边形翼翅片管综合换热性能最佳。通过对直面和曲面八边形翼翅片管进行比较研究,发现在相同雷诺数下,直面翼翅片管平均努塞尔数和阻力系数均大于曲面翼翅片管;在等泵功条件下,直面翼翅片管综合换热性能相较曲面翼翅片管增加0.5%-2.1%;在等流量条件下,曲面翼翅片管综合换热性能相较直面翼翅片管增加2.6%-4.7%。