脉动流动可以增强流体之间的扰动和掺混,而波壁管是一种结构简单、可独立支撑,易产生流动分离、可抵抗热应力对管壁的破坏等优势的周期性管路,本研究将脉动流动和波壁管进行结合,通过用脉动流场影响波壁管内流体旋涡的周期性增长和脱落方式来强化波壁管内流体的传热传质。虽然前人对脉动流场下二维通道中的热质传递特性进行了大量研究,但脉动流场下流体在波壁管内的传热及阻力特性还未进行系统研究,本文将采用自定义程序下的数值模拟、实验及理论分析相结合的方式,来重点揭示脉动流场对波壁管内流体的传热及阻力的影响,为脉动流场和波壁管在换热器中的应用提供重要参考。首先,建立了用于研究脉动流场下波壁管内流体传热及流动特性的物理模型,并对物理模型进行了网格划分和无关性验证。同时采用了合理的湍流模型、设置了合适的边界条件,为接下来的数值模拟做好准备。其次,对脉动流场下波壁管内流体传热及流动特性进行了数值模拟。模拟结果显示,振动分率、St数、雷诺数对Nu有重要影响;摩擦系数和Nu数均呈现正弦规律;在一个脉动周期的0.25处瞬时摩擦系数和Nu数均达到峰值,而在一个脉动周期的0.75处最小。再次,对波壁管内流体的质量传递及流动特性进行了实验研究。在搭建的质量传递及流动特性实验台上进行了电子转移的电化学实验和同步流场可视化实验:电化学实验结果显示,雷诺数对波壁管内流体的质量传递速率及壁面剪切应力有较大影响;同步流场可视化实验结果显示,波壁管几何参数对波壁管内流体的流动及混合效果影响较大,该结果验证了数值模拟结果的准确性。最后,对脉动流场在换热器上的应用效果进行了分析。发现脉动流场强化了翅片管换热器内的传热效果,这为脉动流场在不同类型换热器内的应用提供了重要参考。