随着高速列车的智能化和电气设备的微型化,IGBT作为逆变器主要的控制单元已广泛应用。IGBT控制着电流高频的开通与断开,期间将产生大量的热量,如何将热量及时释放直接影响着列车的稳定运行。IGBT因内部节点温度过高而损坏其占比为95%,因此,保证IGBT一直处于正常温度下运行尤为重要。伴随电力电子设备功率的增加,其热流密度已高达100 W/cm2,传统的冷却技术已满足不了技术需要。为将IGBT热量能够高效、快速地释放,需要一款散热性能较强的散热器。对于增强散热器性能,常采用在散热通道中加入肋的方法,为此,论文研究了带有等腰梯形肋的小尺度通道水冷散热器,该散热器由IGBT散热基板(冷板)与盖板组成,两者构成的空腔内横向布置梯形肋,取该通道高度为2.5 mm,等腰梯形底角分别为60°、70°、80°,等腰梯形高宽比分别为1、1.5、2,等腰梯形肋间距分别为0.4 mm、0.8 mm、1.2 mm,不同的几何参数组合成不同参数的结构。本文采用数值方法研究小尺度通道流动与传热,采用流固耦合传热模型,运用ICEM对通道计算域进行网格划分,在确保网格质量的前提下用FLUENT软件求解计算,通过与光滑通道对比选用合适的湍流模型,在雷诺数为500～3300的范围内,研究了小尺度通道梯形肋不同结构参数对流动与传热的影响,对该通道换热性能进行了评价。研究不同结构对横、纵向二次流的影响,与光滑通道对比揭示了强化传热机理,对所有参数下的结果拟合了关联式。通过研究可以得出:在研究范围内,梯形肋高宽比和肋间距越大,换热效果越好,但阻力系数也越大;等腰梯形底角越小,换热性能越好,其阻力系数越大;当梯形肋几何参数一定时,随着雷诺数的增大,其传热性能越好,阻力系数越小,其临界雷诺数在1200附近。在等泵功和等质量流量评价准则下,强化传热得到增强。该水冷散热器水从梯形上方掠过,同时产生的横向涡和纵向涡,均能提升散热器的换热性能,在研究范围内,梯形肋高宽比和肋间距越大,横、纵向二次流强度越大;等腰梯形底角越小,横、纵向二次流强度越大;努塞尔数与二次流强度存在一定关系,可以用二次流强度来表征传热能力的大小;壁面上主流方向热通量以对流方式传递,横、纵向二次流的作用有效的增强了壁面上主流方向局部热通量的传输贡献。