近年来空间科学领域蓬勃发展,对空间探测器的性能要求日益提高,而空间探测器的低温环境对其性能优劣有重要的影响,这就对广泛应用于空间制冷场景的脉管制冷机的性能和效率有了更高要求。换热器作为脉冲管制冷机的关键部件之一,其性能的好坏直接影响制冷机的制冷性能,因而研究换热器内流体的流动和换热,对设计和优化脉管制冷机有重要作用。本研究将计算流体力学的数值模拟与热线风速仪的实验测量相结合,通过建立换热器内部流体的三维模型获得其内部流场的详细信息,用以研究换热器结构对换热器性能的影响规律。本文对脉管制冷机脉冲管热端换热器内部流体开展如下几个方面的研究:首先,阐述数值模拟的理论基础及其优势,通过分析探究仿真对于研究两种换热器内部流动情况的差异的可行性及换热器性能评价标准,给出了CFD数值模拟的理论基础及实现途径。其次,搭建了应用Streamline Pro热线风速仪测量换热器内部速度分布的实验系统,在一台6W@90K的可拆卸脉管制冷机上开展了脉冲管热端换热器内部流动的实验研究。然后,针对两种不同结构的换热器,在相同工况下两个相同空间坐标点的速度时序曲线进行数值模拟与实验测量,对比了两种换热器的速度分布情况,对比分析了两种换热器的两个特定点位置的速度时序曲线在数值模拟与实验测量中的差异,并对此差异产生的可能原因进行了分析;仿真模拟结果和实验结果均验证了狭缝式换热器相比较于孔板式换热器拥有更好的换热能力和使流体的速度分布更为均匀的优势,同时用实验证实了仿真模拟结果的准确性及仿真方法的正确性,为换热器的设计和优化提供仿真分析及实验验证方法,具有重要的参考价值。最后,对未来工作进行展望,随着仿真模型的精确性提升,数值仿真模拟结果将更接近实际情况,同时随着对热线风速仪应用工况范围的扩大和相关理论的发展,相应的温度标定的修正方法将得到进一步的发展和完善,实验结果也将更加符合实际,实验研究将会更加准确。