随着能源资源的日益减少,价格持续上涨,以及环境、生态和社会经济问题恶化严重,越来越多的国家充分意识到节能的重要性。在传热过程中减少能量在热工设备中的消耗,强化能源的高效利用率是减少能源动力需求、节约成本和降低功耗损失的重要举措。论文应用数值模拟方法对板式换热器进行流固耦合分析,以冷热双流体通道模型为研究对象,模拟分析板式换热器的流场和波纹板片的结构(应力应变)场,采用非线性序列二次规划算法优化了波纹板结构参数和流体入口速度。论文建立了更加符合板式换热器实际应用情况的换热简化模型,由三片换热板组成的冷热双流体通道模型,流体之间互不掺杂地在自己的通道内流动,传热过程为冷热流体通过二者之间的换热板片耦合换热。以冷热双流体通道模型为研究对象,应用FLUENT软件模拟分析板式换热器流动和传热及阻力压降特性。从速度场、压力场和温度场的分析中了解板间流体的流动特性,并深入研究了冷热流体的入口速度,波纹板片的波纹倾角与节高比对传热特性和压降及阻力特性的影响规律。基于FLUENT软件对双流体通道耦合换热模型的单相流的流体分析,把流体分析所得数据作为载荷施加到波纹板片上,应用ANSYS Workbench软件对板式换热器的波纹换热板片进行结构静力分析,分析了换热板片在流体动载荷的作用下产生的应力、应变及总变形情况。以板式换热器传热过程中产生的压降和火积耗散最小为目标函数对换热板结构参数进行优化研究。首先,应用实验设计(DOE)法对波纹角、波纹节高比、流体速度三个设计变量进行实验参数样点的采集,且求出所有样点的目标值;其次,应用响应面法(RSM)拟合输入参数(设计变量)与输出参数(目标函数)之间的关系;最后,应用NLPQL算法在整个设计空间中找到满足目标函数要求的Pareto最优解。论文针对板式换热器双流体通道模型进行流固耦合分析及换热板结构参数的多目标优化,对板式换热器强化传热性能、提高能源效率具有十分重要的意义。