由于科技的发展以及全球范围内能源与动力结构的调整,为满足高效、紧凑、低压损、低噪音换热设备的制造需求,开发换热效果好、压损小的换热表面成为强化传热技术研究的新热点。原表面(一次表面PrimarySurface)强化换热就是在此背景下提出并发展的。国内外很多文献通过实验和数值模拟的方法证明了原表面能够通过诱导流体自发振荡,引发流动不稳定性,促使流体扰动和混合,实现强化换热。本文使用GAMBIT软件对原表面五种不同结构型式通道建立了二维数值模型,使用FLUENT6.0软件数值模拟了空气在二维周期性波纹通道中的流动和换热情况,对恒壁温条件下不同结构型式的流动和换热情况进行了对比,并且分析了不同结构型式下放缩比、波高、板间距等形状参数对流动和换热的影响。同时对剪切应力、涡量及流体在弯曲表面上产生分离和再附着等因素对流动和换热的影响进行了分析。得出了不同结构型式通道在不同Re数下的流线分布、温度场分布、剪切应力分布、努塞尔数和阻力系数,并对各种通道的综合性能系数进行了比较,揭示了各类通道的流动和换热特性,为寻求换热和流动的最佳匹配提供理论依据。结果表明:各种通道的综合性能随雷诺数的增大均呈先下降后上升的趋势,从整体上看,小雷诺数时通道的性能低于大雷诺数时通道的性能。当雷诺数超过1000时各通道的性能均有所改善。当波纹板反向排列时,论文所研究的几种波纹通道中正弦型通道的性能最好,三角型通道次之,而矩型通道的性能最差,但正弦型通道的性能受雷诺数的影响最大;同向排列时,切线型和三角型通道的性能最好,而椭圆型通道在小雷诺数时最不稳定。另外,各种通道的参数变化对流动和换热,以及对壁面剪切应力和阻力系数影响较大。实际应用中应根据不同的需要和不同的工况进行合理的选择。