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传统的数值模拟计算方法计算量大,计算时间长,对计算机的配置要求高,很难满足现代工业发展需求。特征正交分解(POD)低阶模型是一种高效数值方法,可以大大缩短计算时间。本文采用适体坐标与最佳正交分解(POD)相结合的方法对选取的扁管管翅式换热器进行降维计算,在保证计算精度的前提下提高计算速度,以达到提高复杂结构换热器数值设计效率的目的,满足更多领域的工程实际需求。本文以扁管管翅式换热器为例,构建了POD低阶模型,并将其计算结果与FVM计算结果进行了对比。具体研究内容如下:(1)在采用FVM方法对扁管管翅式换热器传热单元的模拟计算中,改变的参数为:翅片间距、横向管间距和空气侧雷诺数。并且分别对等壁温边界条件和等热流边界条件下的单参数变量、双参数变量和三参数变量三种工况进行计算,根据模拟计算结果分析温度场和速度场的分布特征。(2)由FVM的计算结果得到POD插值法所需的各个样本,样本包含的模拟工况分别有等壁温边界条件下的单参数变量、双参数变量和三参数变量以及等热流边界条件下的单参数变量、双参数变量和三参数变量,共6组样本。对于样本参数工况采用snapshot(快照)方法进行最佳正交分解计算以得到相应的基函数;对于非样本单参数变量工况,采用线性插值法、牛顿插值法和拉格朗日插值法求解谱系数,将基函数和相应的谱系数线性叠加得到重构场;对于非样本双参数变量和三参数变量工况,均采用线性插值法计算谱系数,并得到重构场。(3)将POD方法计算得到的温度场和速度场分别与相同条件下的FVM计算结果进行对比,并分析POD插值方法的精度和速度。计算结果表明,采用POD插值法计算多变量问题时,随着变量个数的增加,与FVM的相对偏差越大,其中各参数变量工况下重构速度场在等壁温条件三变量下的误差为1.91%;重构温度场在等壁温条件三变量下的误差为0.563%。等热流边界条件的计算精度均高于等壁温边界条件的计算精度。单参数变化时,采用POD方法在保证计算精度的前提下,将传统FVM数值计算速度提高了3093.4倍。故POD线性插值法对温度场和速度场的计算,不仅精度高而且速度快。除此之外,POD插值法在等热流边界条件下和等壁温条件下的计算精度差别不大。本文工作是将POD技术应用于复杂流动与传热问题的尝试,在求解换热器这类复杂结构中的温度场和速度场等参数方面,具有更为突出的加速特性。得到的结果为扁管管翅式换热器的优化设计提供了理论参考,研究工作具有重要的工程指导意义。