散热问题对电子设备的发展与应用极为重要。在某些特定的使用环境中,比如LED灯,小基站等,自然对流散热因其无能耗和可靠性高的优势被广泛采用。本文通过数值模拟的方法研究两种翅片热沉的散热性能,研究结果可为解决电子散热问题提供一些的参考和理论指导。本文分别通过对比不同网格精度的基板温度和平均Nu数,验证了数值模拟的网格无关性,将模拟结果与前人开展的实验结果进行比较,检验了本文模型的正确性。主要研究了以下内容:针对平板热沉散热问题,提出了一种新型的对称阵列斜翅热沉结构,分别研究了不同布局热沉的翅片高度、翅片纵向间距对Nu数与Ra数关系的影响,分析了翅片纵向间距对不同布局热沉的基板温度分布的影响,探讨了不同布局的热沉的场协同作用,讨论了热沉安装角对换热性能的影响。结果表明:Nu数随着Ra数增大而线性增大;Ra数不变时,随着翅片高度增大,Nu数先逐渐增大后逐渐减小,当翅片高度达到40mm时,Nu数达到最大值;Ra数不变时,Nu数随着翅片间距的降低而下降,纵向间距愈短,Nu数下降的愈快;随着翅片列数的增大,基板温度场上下分层现象越来越明显,而六列热沉高温区域最少;六列热沉Nu数随Ra数变化的拟合曲线斜率高于四列热沉,其高温区域更少,并且根据场协同分析,六列热沉的场协同角最小,表明六列热沉的换热效果最好;安装角对热沉的换热性能具有显著影响,相对于安装角为负值,安装角为正值对散热的抑制作用更强,当安装角为-15°时,热阻最小;针对竖直放置的对称斜翅热沉,根据现有的数据,推导出一个新的Nu数关联式。针对竖直放置的圆筒内翅热沉结构的散热问题,分别研究了翅片数、翅片高度和圆筒长度对热沉效益和Nu数的影响,分析了翅片数对热沉的Nu数与Ra数关系的影响,分别讨论了Ra数、翅片数对热沉速度场和温度场的影响。结果表明:随着翅片高度与内径之比(H/D)增大,热沉效益逐渐增大;随着翅片数增大,热沉效益增大;较低的Ra数时,随着翅片数不断增大,由于热浮升力较低,热沉效益平缓增大;随着翅片数增大,相对较低的Ra数,较大的Ra数的热沉效益增长幅度更大;H/D、翅片数和Ra数给定时,相对于较高的圆筒长度与圆筒直径之比(L/D),较低的L/D的Nu数更高。随着Ra数增大,圆筒热沉抽吸作用增大,进入热沉的空气流量增加,改善了换热性能;随着Ra数增大,圆筒热沉出口一段距离明显出现了速度变小的现象,随后才形成“烟囱流”。