热端部件的冷却设计一直是现代工业中的关键问题之一，新型高效的冷却技术研究将对国民经济的发展和工业技术的进步有着重大的推动作用。本文以航空发动机涡轮叶片冷却为应用背景，对一种基于彻体力场下热驱动理论的新型冷却技术展开了首次研究，并从机理上验证了此新型冷却技术的强化冷却效果。 该新型冷却技术是利用高彻体力场下微小封闭通道内流体热驱动来强化换热，本文首先对离心力场下封闭通道内流体热驱动运动进行理论上分析，建立了描述该物理现象的基本控制方程。根据相似准则原理，对基本控制方程进行无因次化，分析出影响流体热驱动的主要因素，并得到相应的准则参数。在此基础上推导出封闭通道内流体热驱动温度分布一般解的函数形式。通过理论分析，表明该新型冷却技术的强化冷却效果受到彻体力加速度、通道几何尺寸以及流体物性等多种因素的影响。 在最典型的彻体力场——重力场下，本文利用CFD技术，数值研究了循环封闭通道的宽度d和高度h对通道内水的热驱动换热效果的影响，以及d和h之间的匹配关系。数值模拟结果表明在重力场中，通道宽度d过大或过小均不利于热驱动换热，同时d和h之间存在一定的匹配关系h／d使得换热效果达到最佳。在数值计算的基础上，本文分别进行了封闭循环通道内水的热驱动流场显现试验和换热特性试验，研究了水的热驱动运动方向、运动速度以及换热效果随加热量的变化规律。实验研究结果表明，在冷端温度基本恒定的条件下，只有当进入封闭通道的热量达到一定的数值，通道内流体才能产生足够的热驱动力克服阻力的影响，从而在通道内形成循环的热驱动流动；随着加热量不断增加，热驱动运动速度不断变大，热驱动换热能力逐步提高。 在高彻体力场——离心力场下，本文同样利用数值模拟的方法，研究了彻体力方向、彻体力加速度大小对水的热驱动流动和换热的影响，以及通道宽度d和高度h之间的匹配关系。计算结果表明，彻体力的方向直接影响了封闭通道内流体热驱动的循环方向；几何尺寸相同的条件下，随着彻体力加速度的增加，热驱动换热效果不断增强；旋转条件下，可以利用高离心力产生强热驱动力来克服封闭通道特征尺寸减小后增加的阻力，从而有效的提高热驱动换热效果。在数值计算的基础上，本文进行了离心力场下水的热驱动温度场显示试验和换热特性试验，研究了温度分布随旋转角速度的变化规律，并讨论和分析了旋转角速度、加热量对热驱动换热特性的影响。试验结果表明当转速增加后，即离心加速度变大后，流体温差变小，热驱动换热效果逐步提高。 通过本文的试验研究和数值模拟，说明可以通过在高彻体力场中构造出一个封闭循环微小通道，利用通道内流体的热驱动达到强化冷却的目的；并且根据试验和计算结果，从机理上验证了这种新型冷却技术的强化冷却效果。