传热冷却问题是当今能源动力领域的重要研究课题。强化传热结构广泛应用于换热器,涡轮叶片,电子芯片,及医疗器械中。传统强化传热结构依靠直接破坏边界层来强化传热,形状和摩擦阻力明显增加,大大影响工作效率。首先采用截断肋片对传统连续型肋片进行改进。设计了四种不同截断形式,分析截断肋片的流动传热性能。与连续型肋片相比,截断肋片可以改善肋片的涡结构,增加流动的横向混合,提高综合传热性能。随后重点研究了中间截断肋片的热学性能,扩展到不同的肋片排布。(平行的,交错的,以及倾斜的,V形肋片等)。研究表明交错型中间截断肋片能够大范围的改进流动混合,提高肋片的换热效率。对球凹传热结构的研究中,发现球凹形状的改变影响球凹内部的流动冲击以及涡结构的喷射。同时研究了球凹中内置球凸的流动换热特性,球凹中内置球凸,有效限制球凹内部的流动循环区域,加强涡结构的喷射。此外,在内置球凸周围产生马蹄形的涡结构,加大了冷热流体的流动混合,提高换热效率。结合构型理论,把二次球凸引入到球凹结构的强化传热结构的设计中,控制了二次球凸的不同高度及相对位置。通过二次球凸,控制主流冲击凹槽内部的角度,减小流动循环区域,从而减小低传热区域。二次球凸相对位置的变化也会影响横向流动混合,改善传统球凹通道综合换热性能。对凹槽传热结构的改进是在交界处增加圆角,并通过截面形状最低点的移动,改变流动的再附着形式。改进后的凹槽结构在强化传热和阻力方面都远远好于传统肋片结构。同时,带圆角的圆柱形凹槽结构的热学性能也要优于普通圆柱形凹槽结构。在非稳态下圆柱扰流中研究中,改变了入口震荡流的频率和振幅,探究其对双圆柱扰流换热的影响。结果表明当震荡流的频率与圆柱扰流卡门涡街的自然频率接近时,换热效率会增大。当震荡流的振幅变大时,双圆柱表面的强化换热也会迅速增加。