纳米流体作为一种较新的科技产物,发展前景非常广阔,特别是近年来发展迅速,纳米流体作为一种混合流体,因其在传热性能方面有卓越地表现,受到国内外学者的共同关注。本文运用了计算流体动力学中的模拟软件及离散相模型（Discrete Phase Model,简称DPM）方法对不同流体进行了模拟,首先选取了一个三维立体圆形管道,圆管的三个部分分别位于X、Y、Z三个平面空间,且每段的长度相等,然后围绕纳米流体的各种物理特性展开研究,包括纳米粒子的体积份额、粒子直径、粒子种类、雷诺数等,研究计算这些特性对纳米流体在管道中流动和强制对流换热的作用,最后对管道中的纳米流体施加不同方向和不同强度的磁场,探究磁场对纳米流体的流动和传热行为的影响。模拟中采用体积份额为0.5%、1%和2%,粒子直径为500nm、200nm和100nm的Cu-H2O纳米流体和Al-H2O纳米流体,研究这两种纳米流体在不同条件下的流动和传热情况。在一定范围内,随着雷诺数的增大,增加了流体的扰动,减小了壁面附近的热边界层厚度,故而增强了传热。流体的导热能力随着粒子体积份额的增大而增强,在粒子直径相同的情况下,每增加1%的体积份额,温度提升17.3%,因为体积份额的增大,增加了粒子的整体数量。随着粒子直径的不断减小,纳米流体的传热系数和努赛尔数不断增大,相同体积份额的情况下,100nm直径大小的Cu-H2O纳米流体比200nm的传热系数和努赛尔数平均增大6.5%,因为粒径小的纳米粒子使得能量传递速率变得更快。由于本模型的新颖和特殊性,必须分别施加三个方向的磁场才能使管道每个部分的纳米流体受到磁场力的作用,所以本文分别从三个方向施加不同大小强度的磁场来进行研究。结果表明,当粒子直径为100nm时,沿Z轴方向的磁场使纳米流体的传热能力增强程度变化最大,Cu-H2O纳米流体和Al-H2O纳米流体的传热性能比没加磁场时平均分别提升了8.66%和7.95%;沿Y轴方向的磁场使纳米流体的传热能力变化略小于Z轴方向,Cu-H2O纳米流体和Al-H2O纳米流体的传热性能比没加磁场时平均分别提升了8.47%和7.85%;而沿X轴方向的磁场使Cu-H2O纳米流体和Al-H2O纳米流体的传热性能比没加磁场时平均分别提升了6.94%和6.13%,与其它两个方向相比传热能力增强程度变化最小。因为X轴方向的磁场不作用管道的中间部分,使磁场力作用间断,降低了粒子的扰动,减少了能量的交换。当磁场强度为0.5T时,最适合流体的流动和热交换,此时相同体积份额下同一粒径大小的Cu-H2O纳米流体和Al-H2O纳米流体的对流换热系数和努赛尔数比无磁场时平均分别增大了9.87%,7.52%和5.96%,6.52%。低磁场强度对流体的换热性能影响不大,而高磁场强度相比于0.5T大小的磁场强度流体的换热性能也没有明显地提升。