半导体制冷具有占用空间小,制冷迅速,温度可精确调节,无需制冷剂等优点,使其在航天、军工等特殊领域得到重视并利用。半导体制冷片内部电臂由于傅里叶效应的影响,冷热端存在热量传导,须将热量及时排出,冷热端温差越小则制冷片的制冷效果愈佳。所以,半导体制冷技术在使用时须着重考虑其热端的散热。本文使用商用CFD软件Fluent对半导体制冷热端散热器进行仿真模拟,优化了散热器的物理参数,并比较了不同散热器对半导体制冷片散热效果。试验验证仿真模拟得到的结论,对于不同散热器构成的半导体制冷系统进行性能比较,分析了各系统的优劣。详细工作如下：使用Fluent对板翅散热器、热管散热器、扁管做模拟,迭代计算结束后通过分析温度分布云图,综合比较其性能,分析三种散热方式优缺点；对板翅散热器和扁管散热器模型参数进行仿真模拟,板翅散热器模拟结果显示翅片的高度和数目两个参数对于散热效果有重要的影响,综合比较后得到最佳的翅片高度和数目；讨论了扁管内的流体流速、温度这些参数对于扁管散热效果的影响,并对物理参数逐一进行优化,得到最佳的参数值；试验验证仿真模拟得到的三种散热器的结论,并且对三种散热器构成的制冷系统的能效比进行了分析比较。以上工作得到结论如下：三种散热器中扁管流道内通入合适温度的液体进行强制对流换热效果最佳,热管散热器装置比扁管散热系统更加的简单安全,板翅散热器的散热效果最差,其优点是造价低,占用空间小,因此当制冷片的热流密度较小时可考虑优先使用板翅散热器。板翅散热器模型优化得到了最佳的翅片数目,翅片高度越高其散热功率也越高,但在翅片选用时要考虑到实际的使用空间,而且翅片增加到一定高度之后其散热功率的增加变得缓慢甚至可忽略不计。扁管的进口流体温度越低散热效果越好,但是散热流体需要能量补偿才可以进行再次换热,所以入流温度可根据需要进行选择。扁管入口流体速度不可过小,流速过小会导致扁管内流体流速不均匀,当入口流速在0-0.1m/s范围时,流速变化对于散热效果影响较大,在大于0.1m/s的范围内时影响较小。试验验证仿真模拟关于三种散热方式性能的结论,得到一致的结论。在20℃恒温环境中运行分别由三种散热器构成的半导体制冷系统,结果显示扁管散热制冷系统能效比最高,板翅散热器散热的制冷系统能效比最低。本文通过仿真模拟和试验详细分析了三种散热方式的优缺点,优化了模型参数,可为以后在实际应用中选择热端的散热器提供有力参考。