随着全球能源与环保形势的日趋严峻，斯特林发动机由于其环保、高效的特性，受到人们越来越多的重视。回热器是斯特林发动机中的关键部件，对斯特林机效率和性能有重要的影响，因此对回热器的研究具有重要的意义。本文在现有回热器研究基础上，以水平对置式双活塞斯特林发动机回热器为研究对象，应用数值模拟和实验研究方法，研究了回热器的流动和换热特性，为回热器的理论研究及设计优化提供参考。首先建立了周期往复流动回热器模型，利用有限容积法对回热器的流动和换热特性进行了研究。计算采用二维、非稳态、可压缩湍流模型。利用C语言编程技术实现对置式双活塞以固定的相位角周期往复运动，回热器部分采用Darcy－Brinkman－Forchheimer多孔介质流动模型，分别对回热器内速度场、温度场及压力场特性进行了分析；再现了接近实际斯特林循环的过程，结果表明：回热器轴向速度呈等梯度变化，回热器内温度在径向及轴向均有梯度变化，回热器中心区域阻力最大，换热最好。本文还建立了单向流动回热器模型，采用单吹法研究了高温工质单向流经回热器过程时回热器的性能。模拟计算中设置了与上一模型不同的边界条件，考虑了回热器内丝网孔隙率、丝网直径、工质质量流率三个参数，分析了对轴向温度、吸热量、蓄热时间和压损的变化规律，计算结果发现：回热器内填充两种孔隙率的丝网时，综合性能最好；采用直径较大的丝网，虽然蓄热时间较长，但具有较好换热效果和较小的压损；质量流量过大，回热器性能恶化，设计时应注意避免这种现象。实验研究中，设计并建立了一台测试回热器性能的装置，进行了回热器性能实验，发现实验与模拟结果中回热器内温度特性较为吻合。本文所进行的回热器实验和模拟研究为今后的回热器性能研究及应用提供了理论依据。