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首次提出无量纲速度和无量纲温度空间波动强度来分别定量地表征翅片结构对流场和温度场的扰动强度。对X型和和圆弧型开缝翅片进行了PIV和红外热成像实验研究。实验结果表明，X型开缝结构对流场和温度场的扰动强于圆弧型开缝结构，前者的换热性能优于后者，但前者的阻力高于后者。优化设计出一种新型的开缝翅片（X圆弧波浪型），并对三种翅片进行了数值模拟分析。数值模拟结果与实验结果吻合得很好，数值模拟结果表明，优化后的X圆弧波浪型开缝翅片的无量纲速度和温度的波动强度高于前两种翅片，整体的换热性能优于前两种翅片。因此，本文提出的