作为化石能源的最佳替代品,太阳能为人类社会提供一个清洁,美好的能源世界。而太阳能集热器是聚集太阳辐射能的重要应用。本次论文基于课题组前期搭建的户外瞬时换热式空气集热器,本文的仿真计算模型是根据具体搭建的实验台数据建立,利用仿真软件研究其集热器内部流体流动和传热特性,得到的研究结果发现:引入挡板装置,内部流体流动被重新组合,通过接连的地产生二次流增加了流体的混乱程度,延长流体在内部的传热时间,强化了集热器的热性能。但因为挡板的引入在其后侧位置较大的流动分离使得各种小范围的旋涡形成,相对位置的底板因为旋涡的作用,热量没能有效的利用进而形成较高温度的热斑,这造成了较明显的热量流失。本文以消除腔室内的涡流区为目标,在腔内引入风扇,通过制造旋流破坏涡流区,加强流体微团混合,抑制热斑的生成,以期获得更高的集热效率。本文运用数值手段分析了旋流类型和旋流强度对性能提升效果的影响,通过流动及换热特性的分析,揭示了旋流强化集热器热性能的机理。获得的主要结论如下:在计算工况内,被动旋流最优工况的集热效率增长率提升为16.03%,主动旋流最优工况的集热效率增长率提升为22.78%;实验工况中,最优模型的集热效率增长率提升为13.24%。引入旋流可以有效提高折流板型太阳能空气集热器的热性能。主动旋流的性能提升效果明显优于被动旋流。集热效率增长率随着旋流强度的增加,呈现先增大后减小的趋势,对于特定尺度的集热器,存在最优的旋流强度。引入旋流的强化效果对不同的旋流参数(旋流类型、旋流强度、旋流位置、首腔旋流位置、旋流不同组合)比较敏感,引入旋流的强化效果对不同的集热器的运行参数(处理气量、盖板类型、太阳照度强度、外界环境)也比较敏感。实验结果验证了引入旋流提升集热器热性能的可行性并表明旋流方法的提升效果对内部流态比较敏感,在层流流态或者低雷诺数紊流流态引入旋流提高集热效率效果会比较明显,在高雷诺数紊流流态引用旋流作用几乎不会产生强化作用。