激光武器具有响应速度快、打击精度高、持续战斗力强等优势,近年来受到各大军事强国的重视。激光器输出效率与电光性能对温度极其敏感,且短时高功率密度工作制式下热负荷呈脉冲形式,控温难度大幅增长,因此当前亟需对脉冲热负荷器件温度波动的有效抑制方法展开深入研究。本文以激光器等脉冲型热负荷器件的稳定控温为研究背景,采用相变蓄热与蒸发循环制冷相结合的热控方法,利用数值仿真对相变蓄热器结构进行优化,并研究了相变蓄热对蒸发循环制冷效率与控温性能的影响规律。主要研究内容及结果如下:首先,以翅片管式相变蓄热器为研究对象,采用石蜡RT58作为相变材料,建立相变蓄热器物理模型及相变传热数学模型。利用有限元法进行相变蓄热器蓄热性能数值模拟,并通过与参考文献实验结果的对比验证了该数值方法的正确性。之后,数值研究了不同翅片高度（20mm～50mm）、翅片间距（2mm～10mm）、传热流体入口温度（343.15K～363.15K）、传热流体流速（0.05m/s～0.2m/s）等参数对相变蓄热器蓄热性能的影响规律。结果表明:在本文研究范围内,翅片高度为40mm、翅片间距为5mm时相变材料在整个计算时长内的蓄热量最大,与无翅片结构的相变蓄热器相比,在相变材料导热系数为0.2W/（m·K）情况下,相变材料在整个计算时长内的蓄热量最高可提升4.74倍;传热流体入口温度与流速越大,则相同时间内相变材料的蓄热量越大,相变材料导热系数为2W/（m·K）时,当传热流体入口温度与流速分别由343.15K与0.05m/s提升至363.15K与0.2m/s,相变材料在整个计算时长内的蓄热量可分别提升2.18倍与3.09倍;采用导热系数更大的相变材料可以改善相变蓄热器内温度的均匀性,并使相同时间内相变材料的蓄热量有进一步提高。最后,以耦合相变蓄热器的蒸发循环制冷系统为研究对象,建立系统级仿真模型以及控温性能与制冷效率的评价指标。数值研究了脉冲热负荷条件下在不同的相变蓄热器耦合位置（压缩机后、冷凝器后、蒸发器后）、压缩机转速（3000r/min～9000r/min）、热负荷占空比（1/5～1/2）、热负荷峰值功率（9000W～11000W）等工况下相变蓄热对蒸发循环制冷系统性能的影响规律。结果表明:不同工况下,在上述三个位置分别耦合相变蓄热器均会使热源温度波动幅度降低;只有当压缩机转速大于4000r/min且热负荷占空比大于1/4时,在上述三个位置分别耦合相变蓄热器才会使系统制冷效率均获得提高。压缩机转速越高,相变蓄热对系统控温性能的提升效果越显著,但对制冷效率的提升效果影响并不大,压缩机转速为9000r/min时,COP平均值最高可提升15.2%;热负荷占空比越大,相变蓄热对系统控温性能与制冷效率的提升效果均会更加显著,热负荷占空比为1/2时,COP平均值最高可提升19.9%;热负荷峰值功率增大时,相变蓄热对系统控温性能与制冷效率的提升效果均没有明显影响,热负荷峰值功率为11000W时,COP平均值最高可提升17.7%。同一工况下,相变蓄热器耦合在蒸发器后会获得最佳的控温性能,耦合在冷凝器后会获得最高的制冷效率。本文的研究成果可为激光器等脉冲型热负荷器件的热控方法提供技术参考。