灯笼状蜂窝板式换热器由于其特殊的结构设计和垂直流的流动形式特点，既具有普通板式换热器高传热系数的优点，还解决了其工作压力低、工作温度受限的缺点。本文基于换热器强化传热原理，对灯笼状蜂窝板式换热器进行双层循环多目标优化研究。并搭建实验装置，进行实验研究。本文的主要工作内容和结论如下：　　（1）通过对灯笼状蜂窝板换热器结构特点和流动特性的分析，确定采用RNG k-?模型及增强壁面函数进行数值模拟，选择pec=(Nu/Nu0)/(f/f0)1/3作为主要评价指标。对计算单元进行模拟，结果发现：蜂窝结构附近流场出现规律的周期性变化，流体流经焊孔时在焊孔迎风侧流速增大，在焊孔背风侧流速减小并出现漩涡，极大地扰乱了边界层，提高了协同性。随着Re增加Nu呈指数倍增大，f呈指数倍降低，pec呈指数倍降低，变化范围为0.51~3.82。当Re?10000时，一些结构参数的蜂窝板pec值已经小于1，说明在高雷诺数下蜂窝板传热性能已无明显优势。　　（2）综合考虑灯笼状蜂窝板式换热器的流动参数和结构参数影响，提出双层循环优化模型，采用遗传算法对其进行双层循环多目标优化，结果发现：焊孔半径 R对目标函数影响较大，所以对蜂窝板进行优化时可优先考虑改变焊孔半径R的值，为工业生产提供参考。综合比较3组优化结果发现pec的值高达3.199，综合换热性能明显高于平板，当R=4.882mm、蜂窝半径L=5.092mm、蜂窝间距P=32.79mm时结果最优。对蜂窝板换热器75组设计点数据进行处理，得出其流动换热准则关系式。　　（3）搭建灯笼状蜂窝板式换热器的实验装置，对蜂窝板换热器进行实验研究，并将模拟结果与实验结果进行对比，发现压降相对误差为-29.20％~-24.96%，出口温度相对误差为3.4%~12.9%，Nu相对误差2.3%~18.6%，f相对误差为-31.3%~-25.0%，并分析了误差产生原因，证明了数值模拟方法的可行性。