在节能减排的背景下,微型燃气轮机由于其种种优点在各领域得到越来越多的应用,而安装高热效率和低压力损失的回热器可以大大提升其效率。印刷电路板换热器（Printed circuit heat exchanger,PCHE）是一种紧凑而高效的换热器,而翼型通道PCHE相较于其他通道类型的PCHE具有更好的流动换热性能,本文旨在对翼型通道PCHE换热核心的通道结构和封头内整流结构进行优化设计以获得更好的流动换热性能。本文对翼型通道PCHE的物理模型进行简化,构建了局部流体几何模型,通过数值模拟结果与实验数据进行对比验证了数值模型的可靠性。通过数值模拟对比证明了翼型通道PCHE的流动换热性能要优于目前应用广泛的Z形通道PCHE。以换热系数、单位长度压降和紧凑度系数为性能指标,探究了翼型通道结构参数（弧高、最大弧高位置、厚度、横向间距、纵向间距）对翼型通道PCHE的流动换热性能的影响。使用响应曲面法设计了三因子六水平试验方案,进行数值模拟得到三个性能指标的值,通过多元非线性拟合得到冷热通道性能指标与通道结构影响因子之间的关联式,通过各影响因子的系数可以得到影响的显著程度。对三个性能指标做关于各影响因子的多目标优化,得到冷热通道的帕累托最优边界,认为在微型燃气轮机工况下,冷侧翼型为NASA 1312、横向间距为4mm、纵向间距为1mm,热侧翼型为NASA 3313、横向间距为3mm、纵向间距为1mm时,翼型通道PCHE的流动换热性能最好。通过速度云图观察PCHE入口封头内流体的流动情况,并得到翼型通道PCHE简化模型的流动换热性能随入口处流量不均匀系数α的减小而增强,在α≤0.7时流量均匀性对PCHE流动换热性能已无显著影响。对比3×3、4×4、5×5三种形式孔板的整流效果,发现封头内安装3×3孔板时流体能够在距离最短时（Z=150mm）达到α=0.7的状态,此时比封头内无孔板时PCHE的换热系数提升了22.46%,单位长度压降降低了47.2%。