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为了提高换热设备中的热交换效率，通常采用更高效的换热介质。纳米流体和脉动流作为新型换热介质，相对于传统的流体介质具有更高效的换热效率。这是由于纳米流体中添加的纳米粒子提高了基液的导热系数，而脉动流显著增加了流体的湍流度，从而增强了换热。基于前人的研究成果，本文对纳米流体及脉动流的换热及流动特性进行了实验与数值模拟的研究。
对于纳米流体，采用两步法配制了质量分数为0.05%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%的CuO和Al2O3的水基纳米流体，在自主设计并搭建的实验平台上测量了其流动和换热结果，比较了在不同雷诺数和颗粒质量分数下两种纳米流体的换热效率及沿程损失系数。
实验结果表明，当Re=2×104~5×104时，随着雷诺数的增大，CuO纳米流体和Al2O3的纳米流体的换热效率逐渐增大，其中，质量分数为0.1%的CuO纳米流体强化换热效率最高，当雷诺数较小时，0.05%的Al2O3纳米流体换热效果较好，雷诺数较大时，0.2%的Al2O3纳米流体的换热效果更好。在综合比较了两种纳米流体的换热和沿程损失后，得出Al2O3纳米流体的换热强度高于同质量分数下的CuO纳米流体，且沿程损失系数小于CuO纳米流体，因此，选择Al2O3纳米流体作为冷却介质更有前景。
对于脉动流的研究，首先实验研究脉动幅值及频率对脉动流换热效率的影响特性，然后采用数值模拟软件ANSYS CFX对脉动流进行了仿真分析，并将计算结果与实验数据进行对比。
实验结果表明随着脉动幅值及脉动频率的增大，脉动流的换热强度得到增强。以质量分数为0.2%的Al2O3纳米流体以脉动流的方式输出，得出其Nu数相较于纳米稳态流增加了0.05%，相较于去离子水脉动流其Nu数增加了12%。计算结果表明脉动流的Nu数随时间呈正弦变化，三种频率下的脉动流的Nu数分布基本重合，说明在0.0083Hz
对于纳米流体，采用两步法配制了质量分数为0.05%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%的CuO和Al2O3的水基纳米流体，在自主设计并搭建的实验平台上测量了其流动和换热结果，比较了在不同雷诺数和颗粒质量分数下两种纳米流体的换热效率及沿程损失系数。
实验结果表明，当Re=2×104~5×104时，随着雷诺数的增大，CuO纳米流体和Al2O3的纳米流体的换热效率逐渐增大，其中，质量分数为0.1%的CuO纳米流体强化换热效率最高，当雷诺数较小时，0.05%的Al2O3纳米流体换热效果较好，雷诺数较大时，0.2%的Al2O3纳米流体的换热效果更好。在综合比较了两种纳米流体的换热和沿程损失后，得出Al2O3纳米流体的换热强度高于同质量分数下的CuO纳米流体，且沿程损失系数小于CuO纳米流体，因此，选择Al2O3纳米流体作为冷却介质更有前景。
对于脉动流的研究，首先实验研究脉动幅值及频率对脉动流换热效率的影响特性，然后采用数值模拟软件ANSYS CFX对脉动流进行了仿真分析，并将计算结果与实验数据进行对比。
实验结果表明随着脉动幅值及脉动频率的增大，脉动流的换热强度得到增强。以质量分数为0.2%的Al2O3纳米流体以脉动流的方式输出，得出其Nu数相较于纳米稳态流增加了0.05%，相较于去离子水脉动流其Nu数增加了12%。计算结果表明脉动流的Nu数随时间呈正弦变化，三种频率下的脉动流的Nu数分布基本重合，说明在0.0083Hz
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