本文以小型通信机箱为研究对象，利用数值计算和实验测试两种手段对机箱的流场、温度场和散热能力进行研究。采用热电偶和数据采集模块测量机箱内主要器件的温度变化情况，并且应用Flotherm对机箱进行数值模拟，得到机箱内的温度场、速度场和压力场分布。通过实验测量结果与数值模拟结果进行比对，发现基本吻合，误差控制在4%以内。为了解决过热问题和优化机箱的散热，对PCB板进行布局调整，并对不同优化方案下机箱内主要器件的散热情况进行数值模拟和对比分析，结果表明：考虑到风扇旋转方向与其出风口处流场的变化关系，移动NT板上芯片1的相对位置，提高周围风速，有效降低芯片1温度，最高降幅达21.4℃，考虑到卡门涡街对下游物体的散热影响，将LT板上芯片41，芯片42，芯片43，芯片44进行叉排布置，有效降低芯片44的温度，最高降幅达5.71℃，考虑到成本压力，通过更换风扇可以达到降低成本、能耗和噪音的目的。针对器件的过热问题进行分析，发现风扇的旋转方向对机箱内部的流场及温度场的分布有较大影响，其次会在物体尾部脱离的边界层产生的流体扰动，直接影响下游物体的散热。因此利用这些现象，避免不利布局，提出相应的改进和优化方案，以便找到最佳的机箱散热的风道结构。本文还进行了风扇失效性研究，发现基本满足冗余热设计要求。