随着全球工业化、现代化步伐的加快,一场席卷全球的能源短缺危机正在蔓延。全球资源储备、能源消耗和环境污染的形势也日益严峻,实现人类社会的可持续发展,已引起全世界的共同关注,其核心问题是实现经济社会和人口、资源、环境的协调发展。节能减排是党中央、国务院作出的推进碳达峰、碳中和工作的重要举措,对加快经济社会绿色转型发挥了重要作用。板翅式换热器作为一种高效的紧凑型换热器被广泛的应用于石油化工、电力机车、航空航天、低温制冷等领域。板翅式换热器的翅片结构是影响换热器整体性能的核心因素,扩展翅片表面传热面积和在翅片表面冲压扰流元件是现在较流行的一种强化传热手段,因此对换热器翅片改型及优化设计对提高换热器的整体性能具有重要意义。在锯齿型板翅式换热器表面冲压凹凸的金字塔扰流元,一方面能扩展传热面积,另一方面能有效提高翅片侧通道内的二次流强度,从而提高板翅式换热器的换热性能。本文对冲压金字塔表面的锯齿型板翅式换热器通道内的流动与传热特性进行了数值研究。首先通过FORTRAN语言自定义代码结合ICEM19.0实现金字塔表面锯齿型板翅式换热器计算区域的网格生成并定义边界条件和流固耦合界面,再利用Fluent软件基于流固耦合模型对其进行数值模拟。采用无量纲参数Se定量描述了通道内的二次流强度,对比分析了平直翅片和金字塔表面锯齿型板翅式换热器通道内的流动与传热平均及局部特性。还研究了翅片结构参数和金字塔结构参数变化对换热器通道内二次流特性和传热特性的影响。最后,采用多元非线性回归方法得到了努塞尔数和阻力系数与翅片结构参数和金字塔结构参数的拟合关联式,并探讨了翅片侧通道内二次流特性和传热特性的关系。得到的主要结论如下:（1）金字塔对流体的扰动作用可以破坏热边界层,促进了冷热流体的相互混合,同时流体冲刷凹凸的金字塔粗糙单元产生强烈的扰动,有效提升了通道内的二次流强度,从而有效提高了换热器翅片侧的对流换热能力。（2）当Re=1832、Fp=1.8mm、Hp=0.65mm、S=5mm、Wp=1.09mm、Lp=1.67mm时换热器获得最佳的综合强化传热性能,其综合强化传热因子JF可达1.4。（3）金字塔表面翅片间距减小有效提高了翅片侧的换热性能,但流动阻力损失的代价大于其换热性能提高带来的效益。当翅片间距Fp=1.8mm时,换热器综合强化传热性能最佳。（4）金字塔表面翅片高度增大并不会影响翅片侧流动结构,但使得换热面积增大从而提高了翅片侧的整体换热性能。当翅片高度Fh=10mm时,换热器综合强化传热性能最佳。（5）金字塔高度增大能有效提高通道内的二次流强度,使得流动混合更均匀,从而提高了金字塔翅片表面的换热能力。但金字塔高度越高,流体受到的阻力也就越大。当金字塔高度Hp=0.65mm时,换热器综合强化传热性能最佳。（6）金字塔宽度增大会造成通道内流体阻力不断增加,但并不会使得金字塔换热器通道内的二次流得到有效提升。当金字塔宽度Wp=0.844mm时,换热器综合强化传热性能最佳。（7）金字塔长度变化主要通过改变沿流动方向金字塔数目而改变换热器的流动与传热特性。金字塔长度减小,翅片侧的对流换热性能越好,但不能抵消因金字塔数目增多造成的翅片侧流体阻力损失的代价。当金字塔长度Lp=1.25mm时,换热器综合强化传热性能最佳。（8）获得了平均Num、f与Re和金字塔表面翅片结构参数（翅片间距和翅片高度）和金字塔结构参数（金字塔高度、金字塔宽度和金字塔长度）的拟合关联式。（9）平均Num与二次流强度Se呈幂函数相关,说明金字塔表面锯齿型板翅式换热器通道内产生的二次流对提高换热器的对流换热能力起了关键性的作用。