近年来,由于能源短缺和环境污染等问题,开发清洁能源和提高能源的利用效率成为能源领域的研究重点。储能技术的发展对于提高能源的利用效率极为重要,不仅使能源供需不平衡问题得到缓解,还能起到节能环保的作用。生产生活中的能源损耗大多以热损失为主,热能回收和存储是当前节能利用的主要手段。热能存储成为现有储能方式中的研究热点因其具有结构简单、成本低廉和储能效率高等优点,其中又以相变储能应用最为广泛。本文通过对相变储能结构进行强化蓄热的数值模拟研究,可以为提高能源的利用效率提供一定的参考。相变储能过程中因相变材料较低的热导率致使充能和放能过程严重延迟。本文基于管壳式相变储能结构,利用商业模拟软件,通过在圆形内管上添加内外螺旋翅片以及将直翅片和螺旋翅片相结合形成混合翅片来实现强化蓄热的目的。主要研究内容如下:通过对二维翅片管式相变储能结构进行研究,结果表明:在无重力下相变材料的熔化时间随翅片数量和无量纲高度的增加而减少,但是减少的程度在不断降低。重力作用下,翅片数量对于相变材料前期的熔化影响较大,熔化后期强化传热作用不断减弱;不同夹角的翅片结构对于熔化过程的影响不同。基于三维翅片管式相变储能结构,提出了一种内外螺旋翅片结构（即在热流体侧和相变材料侧均添加螺旋翅片）,并且与直翅片结构、外螺旋翅片结构和无翅片结构的换热效果进行了对比。进而对翅片数量、外翅片高度、热流体温度、翅片螺旋角度以及内翅片高度对于相变材料熔化过程的影响进行研究。研究表明:翅片结构相变材料熔化时间要远小于无翅片结构,其中内外螺旋翅片结构熔化最为迅速;储能结构的完全熔化时间随着翅片数量和高度的增加而减少,外翅片无量纲高度达到0.9后结构熔化所需时间几乎不再减少;翅片螺旋角度的增大不仅增加了传热面积,使两翅片的间距减小,而且让热流体的扰动更为强烈,最终内外螺旋翅片结构熔化时间从1030s减少至634s;内翅片高度的增加对于熔化过程也有促进作用,但是提升效果较小。通过将螺旋翅片与直翅片进行结合形成混合翅片,研究了混合翅片对于相变材料熔化过程中的影响,对翅片的混合方式、直翅片和螺旋翅片占比、螺旋翅片部分螺旋角度以及外翅片高度进行分析。结果表明:热流体从上向下流动时,螺旋-直翅片结构（上方为螺旋翅片,下方为直翅片）的熔化性能与螺旋翅片部分占比的相关性较小,直-螺旋翅片结构（上方为直翅片,下方为螺旋翅片）由于螺旋翅片能促进底部相变材料的熔化,其熔化时间随着直翅片部分占比的增加而减少,在占比为0.8时达到最低值;螺旋角度的研究得出0.7直翅片占比,180°螺旋角度的直-螺旋翅片结构熔化时间最短,储热性能最佳;随着翅片无量纲高度从0.5增加到0.9,直-螺旋翅片结构的熔化时间从1374s缩短至606s,虽然熔化完成时相变材料的平均温度有所降低,但是储热率却提升一倍。