高性能、紧凑型换热器在能源、航天、电子等行业扮演着极其重要的角色,如何平衡泵功耗与换热量的关系是目前换热器设计所面临的挑战之一,拓扑优化为多目标的换热器结构设计提供了一种新思路。本文以管道网络法和简化传热模型为基础,研究了定常流动状态下复杂流道的板式换热器结构拓扑优化设计,主要工作内容与结果如下:（1）采用数值模拟方法建立了复杂流道常见的不同特征的汇流与分流三通管模型,研究流体在分岔处与交汇处的局部损失机理,对流量比、面积比与角度等参数变化对局部阻力损失系数的影响规律进行了讨论,并得到低雷诺数工况的局部阻力系数计算公式,在此基础上提出了多通管局部阻力损失系数计算模型。（2）结合节点分压法与分区域网格化传热方程组,得到了复杂流道换热器热-流耦合模型。计算流体力学软件分析结果对比验证了流场模型、导热模型与流动传热耦合模型的正确性,换热量相对偏差小于9%。基于遗传算法,建立了基于压降损失与换热量的多目标换热器流道拓扑优化方法。（3）研究了换热器流道拓扑形态影响因素。对于冷/热流体进出口位置处于同侧的换热器模型,拓扑结构呈现多分支蛇形流道特征,两流体接近逆流流动形式。拓扑优化结构的换热量相比平行流道提高41%以上,最高可达82.5%;拓扑优化结构与蛇形流道相比,压降损失降低。工字形模型的拓扑结构在低入口流量时中间水平流道布置为凸,高流量时为凹。相比其他流动布置构型,工字形拓扑结构综合评价较好。