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二氧化碳(CO2)流体具有无毒、不易燃、化学性质稳定、来源丰富和环境友好等优点。超临界CO2由于其特殊的物性变化，表现出良好的流动换热特性，因此在先进核电系统、太阳能发电、增强型地热系统和空调制冷系统等领域中具有广阔的应用前景。与常物性流体相比，CO2在拟临界点附近物性变化剧烈，传热规律特殊而复杂。因此，深入认识和研究CO2在拟临界点附近的流动换热特性对于建立适用的传热强化方法以及开发新型高效换热器具有很强的现实意义。 通过数值方法对超临界压力CO2在拟临界点附近的流动换热进行了研究，首先验证了变湍流普朗特数模型能够较准确地描述传热恶化时的壁面温度分布，其次分析了冷却和加热条件下，流动方向、质量流量、热流密度、直径、入口温度、浮力效应和热加速效应对流动换热的影响规律，探索各种因素的相互作用机制，并通过分析温度、速度、剪切应力、湍动能、场协同角等参数的局部分布揭示了局部传热恶化或强化的机理。 对超临界压力CO2在水平圆管内的流动换热进行模拟，结果表明:(1)冷却条件下，局部对流换热系数在局部流体平均温度稍高于拟临界温度时达到峰值，其随着质量流量的增大和直径的减小而增大，而热流密度只影响达到峰值的位置;浮升力使流动横截面上出现二次流和温度上下不对称分布，其强化了上壁面的换热而弱化了下壁面的换热;减小质量流量、增大热流密度和直径能够增强浮力效应;温度场和流场的径向分布及其场协同分布能够揭示局部对流换热的差异;浮升力因子Gr/Re2能够判断浮力效应的强弱，而热加速因子Kv普遍较小。(2)加热条件下，浮力效应主要表现在拟临界点左侧的低温区，其恶化了上壁面的换热而强化了下壁面的换热，增大质量流量、减小热流密度和直径能够减轻上壁面的传热恶化;局部传热恶化主要归因于浮升力和变物性引起热边界层变厚、剪切应力和湍动能减小以及局部场协同性变差。 对超临界压力CO2在竖直圆管内的流动换热进行模拟，结果表明:(1)冷却条件下，竖直和水平流动的局部平均对流换热系数分布趋势一致;浮力效应强化了竖直向上流动的换热而减弱了竖直向下流动的换热;浮升力因子(Gr)/Re2.7比Bo*更能准确地判断浮力效应的强弱。(2)加热条件下，浮力效应强化了竖直向下流动的换热而恶化了竖直向上流动的换热，减小热流密度和直径能够减轻或消除竖直向上流动的传热恶化;热流密度较大时，增大质量流量能够从整体上提高对流换热系数，但可能使竖直向上流动的壁面温度出现陡峭的峰值，传热出现严重的局部恶化;入口温度显著影响竖直方向流动的换热;竖直向上流动的局部传热恶化归因于近壁面区域速度分布变“平”、剪切应力和湍流强度减小，传热恢复则主要归因于“M”型速度分布以及剪切应力和湍流强度的增大。 此外，本文以超临界压力CO2和常压水(H2O)为研究对象，对印刷电路板换热器(PCHE)通道中CO2-CO2和CO2-H2O的耦合换热进行模拟，分析了冷热流体的质量流量对局部对流换热系数、努赛尔数、总传热系数、j/f1/3因子、热容比，传热有效度等参数的影响，可以为设计相关换热器提供理论指导。