在化工、能源、生物等工业生产领域中,T型管道作为流体的联接和混合结构,由于其加工工艺简单、便于布置等优点,被诸多工业广泛应用。在核电管道系统中,不同的操作工况下T型管道要受到不同温度的流体混合过程中温度波动的冲击,从而导致交变热应力。在此长期影响下,便会导致T型管道热疲劳失效,对核电管道系统乃至整个核电站造成严重的安全威胁。迄今为止,全球多个国家出现的由于热疲劳而导致管道疲劳裂纹、阀门泄漏等事故已逾百起。随着我国核电事业的蓬勃发展,由于热波动导致的管道热疲劳失效问题被广泛关注。故探究诱发T型管道热疲劳的热波动机理及其削弱方法的研究,对于核电管道系统的安全评价和设备延寿具有十分重要的科学价值和现实意义。本论文构建了T型管内冷热流体混合流动与传热实验台,以冷热水作为工作介质,开展了无支管结构、支管直管、支管渐扩管、支管渐缩管四种不同支管结构在壁面射流、偏转射流和冲击射流流型工况下的T型管道冷热流体混合流动与传热实验。实验测量了上述工况条件下的温度数据,并辅于色剂示踪冷热流体混合过程。实验结果表明：支管渐缩管结构对于减小混合过程中的壁面热波动具有显著作用。基于实验工况,通过Fluent软件对T型管道内的混合流动与传热过程展开了大涡模拟数值计算,通过对比数值预测结果和实验结果,发现二者一致性较好,说明本文所建的数学模型和数值模拟方法对于预测T型管道内冷热流体混合过程具有一定的准确性与可靠性。基于大涡模拟可靠性验证基础上,开展了四种结构的T型管在不同射流工况条件下的数值模拟,并对数值结果进行了流动与传热机理分析,数值结果说明：支管渐缩管结构能够有效减小混合过程中的壁面热波动,并能够同时提升管内混合效率。本研究初步探索了不同T型管结构对流体混合过程温度波动的影响,为揭示T型管道附加结构能否减小冷热流体混合过程中的温度波动奠定了一定的理论基础,为T型管道优化设计、避免热疲劳提供了有力依据。