随着现代工业的迅速发展,对能源的需求逐渐增加。面对化石燃料最终将枯竭的危机,迫切需要开发新的能源并开发高效的能源系统。相比于传统的基于水蒸汽的朗肯循环,超临界压力二氧化碳（SCO₂）布雷顿循环系统更具便利性、经济性和系统简单性。然而,超临界压力二氧化碳（SCO₂）布雷顿循环系统加热器的设计与优化正面临一些挑战,其中需要迫切了解的是,在超临界压力下流体对流换热过程中拟临界点附近对流换热系数局部的变化较为敏感,会出现局部换热系数极具恶化的情况,这种现象会导致超临界流体在换热过程中的不稳定。超临界传热恶化与传热强化的机理研究是必要的。本文采用ANASYS FLUENT数值模拟肋条粗糙度对超临界二氧化碳对流换热的影响情况,模型使用修改后的剪应力传输模型和可变湍流普朗特数模型。主要内容如下:（1）通过对超临界二氧化碳在光滑管道的垂直上升流动过程进行数值模拟,研究分析了不同浮升力条件下超临界二氧化碳的换热特性与流动特性。数值模拟与实验相比可以更加直观的观察管内的超临界二氧化碳的流动状态,对超临界传热的机理有进一步认识。（2）对具有离散双斜肋（DDIR）的管道中超临界压力二氧化碳的传热进行了数值研究。在7.58 MPa,200-800 kg/（m²·s）的质量通量和56.7 k W/m²的热通量下进行数值模拟。结果表明,DDIR严重抑制了光滑管中存在的强浮力作用,并且未发生严重的劣化。对几何参数的敏感性分析表明,肋骨间距对传热恶化最敏感。倾斜角度的影响远小于肋骨的高度和间距。当Bo*为4.5×10^-6左右,PEC为3-4,DDIR管的整体热性能最佳。在浮力非常强或可忽略不计的区域中,PEC的值在1-2之间,要低得多。DDIR的主要作用是消除浮力对热传递的负面影响,而它们不能有效地增加浮力对热传递的正面影响。最后,发现Bo*适用于性能评估和超临界传热增强技术的优化。（3）系统的研究不同肋条粗糙度下超临界二氧化碳在单管道中的对流换热特性,模拟了超临界二氧化碳在内壁面具有连续肋条的内螺纹管中的传热。对比了同肋条粗糙度下超临界二氧化碳在单管道中的流动换热特性,分析了不同肋条粗糙度在不同工作条件下的适用性。结果表明在混合对流条件下,DDIR的PEC值为4,IRT的PEC值为2.7,离散肋诱导的纵向涡流比连续肋诱导的旋流对超临界传热强化的效果更明显。在自然对流与强制对流条件下两种肋条强化效果都不明显。