当前对地观测系统中小面源定标黑体的制冷模块工作在高温密闭的环境,传统风冷、水冷等散热方式效果差,本文设计了一种相变热沉来代替传统的散热方式,对制冷模块进行温度控制,并针对石蜡导热系数低的问题对热沉内部的肋片结构进行了设计,通过实验和仿真结合的方法,得到了以下结果:（1）对热沉工作时的的底面温度和内部石蜡熔化特性进行了模拟,结果表明:熔化过程中,自然对流效应大大加快了熔化速度,并使顶部的石蜡先熔化完全。石蜡液相率与热沉底面温度有相对应的三个阶段,熔化“旺盛”阶段对应的底面温度“平台期”能够稳定控制热面的温度。（2）通过相变热沉实验系统,比较了底面温度、熔化轮廓与糊状区常数,验证数值仿真的正确性,研究了不同热沉结构的工作特性。不同肋片结构的热沉工作特性受加热功率影响表现不同,加热功率越大,肋占比就要越大。（3）通过数值仿真研究了不同肋片结构对热沉的影响,结果表明:肋片高度、数目的增大,在熔化初期显著加快了PCM的熔化,降低了底面和“平台期”温度,中后期受自然对流影响,强化效果减弱,而中心阀杆加速熔化过程,但底面温度没有影响。临界温度70℃,肋占比增大提高强化率,肋片数目的强化效果受肋片高度影响,而75℃时要对肋占比和结构进行综合考虑,肋片长度决定工作时间,不同肋片结构两两交叉影响作用增大。（4）通过数值模拟提出了三种优化方法,分别为:优化肋片长度,采用楔形结构肋片和Y型结构肋片。三种结构均可延长热沉工作时间,优化肋片长度可以强化熔化后期的传热,楔形肋片结构可以强化热沉底部换热,Y型肋片可以大幅增大换热面积,具有最好的强化效果。通过以上研究提出的相变热沉可以有效稳定的控制制冷模块的温度,新型的肋片可以有效的强化换热,对以石蜡为相变材料的相变热沉内部的结构设计提供了参考。