本文主要针对中国南车集团CRH2型机车主变流器IGBT模块的散热问题,根据传热理论和实际要求,从众多的散热方案中选择水冷散热方案,并且根据工况条件对散热系统的主要环节——水冷散热器进行具体设计。主要包括了散热器材质以及冷却液介质的选择、散热器结构尺寸设计、散热器内部水道布置、以及计算冷却液的压力损失等等工作。并且针对此次设计选用了FLUENT软件进行数值模拟以验证该设计的合理性和可靠性。通过对水冷散热器进行数值模拟得出散热器内部流场的数据分布,包括温度、流速、压力、湍流强度等分布情况。然后在此基础上对散热器结构进行优化改进,即在散热器内部水流通道内分别增加顺排和叉排两种排列方式的扰流柱。利用FLUENT软件分别模拟带有顺排和叉排扰流柱结构散热器的散热效果,选择出较为适合此工况的扰流柱排列方式。最后在FLUENT软件中模拟了优化前后散热器在不同冷却液流速下的散热性能,并就结果做了详细的对比分析,为今后类似散热器的设计提供参考。本文在散热器的数值模拟过程中,详细介绍了应用FLUENT软件的建模过程、网格划分、边界条件的设置、以及迭代计算等步骤,可供今后同行参考。本文的研究结果表明此水冷散热器可以满足工况要求,并且经过优化后可以达到较为理想的散热效果,是解决IGBT模块散热问题的有效方法。