在换热通道内开缝、涂层以及添加扰流元件都是发展较为成熟的无源强化传热技术,目前已广泛的应用于管翅式、板翅式等热交换器结构上。目前,在管翅式波纹通道内安装涡产生器的研究较少,而在波纹翅片管翅式换热通道内安装一个或多个曲面三角翼型涡产生器的研究则更少。因此,本文在湍流范围内,通过数值模拟的手段数值研究了一对曲面翼型涡产生器对波纹翅片管翅式换热通道传热的影响,分析了曲面三角翼型涡产生器产生的纵向涡在管翅式波纹通道内的运动、干涉、发展和变化,研究了曲面翼型涡产生器的攻击角α和安装位置ΔL对换热通道内的流动和热性能影响,最后结合将数值模拟得到的数据和人工神经网络与多目标优化算法结合,得到组合翅片中目标变量的Qv和Pv的Pareto最优解集。本文通过数值模拟研究得出以下结论:在波纹翅片管翅式通道内添加曲面翼型涡产生器可以显著的增加通道内流体的扰动。布置有两个曲面翼型涡产生器的波纹管翅式通道的平均Nu明显大于光滑波纹通道和其他通道。与光滑波纹通道、布置一个平面翼型涡产生器的通道和布置两个平面翼型涡产生器的通道相比,布置有两个曲面翼型涡产生器的情况下换热通道内的平均Nu分别增加了18.98%、9.28%和3.27%。与光滑的波纹形通道相比,布置有两个曲面翼型涡产生器的情况下通道的f最大增加了8.5%。曲面翼型涡产生器的横向位置ΔL从0 mm变化到3.5 mm时,在所研究的Re范围内,翅片侧的平均Nu随ΔL的增加先增加后减少,在ΔL为2.5 mm达到极大值。当ΔL=2.5mm时,布置有两个曲面翼型涡产生器的波纹通道内的平均Nu相对于光滑的波纹通道最多可以增加27.1%。在所研究的Re范围内,翅片侧的阻力系数f随ΔL的增加逐渐增加。ΔL从0 mm变化到2.5 mm时,阻力系数f的增加比较明显;随着ΔL从2.5 mm继续增加,阻力系数f的变化非常微弱。当ΔL为3.5 mm时,阻力系数f与光滑通道相比最多增加14.2%。曲面翼型涡产生器的攻击角α从20°逐渐增大到40°时,涡产生器的朝向与主流流体的夹角变大,涡产生器对流体的引导作用逐渐增大。当攻击角α从40°增加到50°时,涡产生器与主流所成的夹角已经够大,对流体的引导作用达到最强;此时继续增加攻击角α并不会增大对流向管壁流体的引导。攻击角α=40°、横向距离ΔL=2.5 mm时的工况换热性能最好。与ΔL=0 mm时相比换热通道内的平均Nu的最大增加约为7.76%,与光滑波纹型通道相比,在所研究的Re范围内,横向距离ΔL=2.5 mm的情况下换热通道内的平均Nu值从24.01%增加到30.23%。在Re=600时最大综合性能评价因子JF可达1.24。将数值模拟得到的数据和人工神经网络与多目标优化算法结合,建立了以涡产生器攻击角α、横向距离ΔL和Re为决策变量,单位温差和单位体积下的传热功率Qv与单位体积的泵功率Pv作为优化目标的组合翅片的优化模型。得到了组合翅片中目标变量的Qv和Pv的Pareto最优解集。选取Pareto前沿中最优解的一些建议值以供参考。曲面翼型涡产生器的优化布置可以显著提高波纹翅片管翅式换热器翅片侧的传热能力。在相同的泵功率Pv下,与光滑波纹通道相比,传热功率Qv最高可提高35.73%。该研究结果对带曲面三角翼型涡产生器的波纹翅片管翅式换热器的设计和优化具有重要意义。