惯性约束核聚变(ICF)能有可能成为未来的一种清洁的新型能源,而低温冷冻靶则是ICF的理想靶型。为了实现激光惯性约束核聚变的成功点火,要求在靶丸内形成均匀光滑的氘氚(DT)冰层,冰层的质量主要取决于靶丸周围的热环境的影响。因此我们必须对靶丸周围的温度场分布进行严格的控制。本文以美国国家点火装置(NIF)的点火靶为原型,利用计算机流体分析软件Fluent,对影响靶丸温度场均匀性的相关因素,以及温度控制的相关问题进行了研究。首先对温度传感器的结构、布局以及材料对冷冻靶温度场的影响情况进行了研究,结果表明,虽然温度传感器对冷冻靶温度场有一定的影响,但是由于其既不是热源也不是冷源,且与靶丸之间没有直接传热关系,所以温度传感器对冷冻靶温度场的影响可以忽略不计。其次根据对冷冻靶柱腔结构的分析,研究了加热器的结构和布局对冷冻靶温度场的影响情况,数值模拟的结果表明,添加外部辅助加热时,改善了柱腔腔体由于几何结构造成的靶丸周围温度场的非球星对称,可以有效的提高冷冻靶温度场的均匀性,降低靶丸表面的最大温差;通过在腔体外上、下分别添加600W/m2、700W/m2的热流密度时,此时腔体内的气体流速最小为0.516mm/s,减少了腔内自然对流的影响,因此能够得到更加均匀的温度场。本文还对冷冻靶超低温冷链的温度分布规律及其随时间的变化规律进行了研究,结果表明:从冷头开始制冷,到冷冻靶整体温度达到平衡所需要的时间大约为40s,由于冷源传导需要时间,靶丸的温度会先升高再降低最终达到平衡。分析了硅冷却臂和铝套筒之间的热阻影响,得到了随着热阻的增加,冷冻靶温度场的整体温度也会增加,黑腔内气体对流加强,冷冻靶靶丸内外表面最大温差增加。最后研究了均匀与非均匀冰层对温度场的影响情况。得到了均匀冰层的情况下,随着冰层厚度的增加,靶丸内表面最大温差增大,均匀冰层的衰变热Q越大,使得靶丸内、外表面温差升高;对于非均匀冰层,冰层沿径向的水平偏移,会使冷冻靶温度场更加不均匀。冰层的水平偏移产生的温差并不会因为辅助加热的缘由得到弥补,但是辅助加热会在小范围内弥补垂直偏移带来的负面影响。