本文在纵向涡强化传热机理基础之上设计改进提出了一种新型的可以产生纵向涡的螺旋肋，并通过数值计算的方法分析了单螺旋肋的强化传热性能，与单直肋和光滑通道作比较，得出单螺旋肋的压力降比单直肋高21%-24%的同时也带来了22%-31%的换热系数的提高，随后从温度场、压力场、速度场阐释其纵向涡强化传热内在机理。确定设计提出的螺旋肋具有较好的强化传热性能后，提出在矩形通道内上下两壁面该元件的同向、叉向、叉向前后错列三种排列方式，并在一系列雷诺数下计算分析了排列方式对传热和流动的影响，以同功耗强化传热指标作为衡量，叉向前后错列排列方式的性能指标比其他两种高出18%-27.5%，故确定为最佳排列方式，并命名为十字螺旋肋。在确定十字螺旋肋单元形式后，建立了入口段矩形通道单元的模型，分析雷诺数的变化对该换热通道的阻力损失和换热系数的影响，从温度场、压力场、速度场角度来分析强化传热内在机理，并研究了冲角β的变化对流动和换热的影响。与传统不连续十字交叉肋相比，十字螺旋肋在所研究雷诺数范围内压力损失增加12%-29%，努赛尔数增加16%-73%的结果；在此基础又建立了安装有10对十字螺旋肋元件的长矩形通道模型，分析了普朗特数和雷诺数对该矩形通道的流动和换热的影响，压力损失增长9.18%-33.6%，努赛尔数增加7.1%左右。确定十字螺旋肋的流动与换热规律后，本文又进一步对该元件的几何参数肋高a、肋宽b、肋长c、旋转升角α和布置个数n进行了探讨，建立了a=1-5mm、b=5/3-25/3mm、c=20-40mm、α=90°-450°、n=2-10范围内的若干模型，并在一些列雷诺数下计算不同几何参数的模型的流动和换热过程，最后得出了各参数变化在不同雷诺数下对压力降和努赛尔数的影响和变化规律。