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微通道换热装置具有通道的水力直径小、单位体积的换热面积大、换热效率高等突出优点，具有很大的发展潜力和广阔的应用前景。本文基于连续介质假设，采用CFD数值模拟，对变物性的清水在硅基正弦型波纹微通道内的流动阻力与传热性能进行了研究。研究了波高、波长、当量直径、高宽比和孔隙率等几何参数对正弦型波纹微通道内流动摩擦系数和传热努赛尔数等的影响，并将结果与根据经典理论计算得到的结果进行了比较，同时研究了相同当量直径的矩形微通道的流动和传热性能，从而揭示了正弦型波纹微通道的强化传热机理。对3种不同形状的波纹微通道内流体的流动特性与强化传热能力进行研究，并从场协同的角度对数值模拟计算结果进行了分析。研究发现: (1)相位差180°的正弦波纹微通道的流阻特性表现为:①正弦波纹微通道内流体速度沿轴向呈现周期性波动，压力呈锯齿形下降的趋势;②与对应的矩形微通道相比，正弦型波纹微通道的阻力系数和泊松数变大;Re越大，波纹微通道的阻力系数越小;③增大波高或高宽比，减小波长、当量直径或孔隙率，均会使正弦波纹微通道的阻力系数和泊松数增加;而减小当量直径或增加高宽比却使矩形微通道的阻力系数和泊松数减小。 (2)相位差180°的正弦型波纹微通道的传热特性表现为:①正弦波纹微通道的对流传热的Nu大于对应的矩形微通道，而熵产率和单位压降下的热阻都小于对应的矩形微通道;随着Re的增加，波纹微通道的Nu增大，其强化传热倍数Nu/Nur存在极大值;②在本文研究范围内，增大波高或高宽比，减小波长，均能增加正弦波纹微通道的Nu，增大强化传热倍数Nu/Nur，降低壁面温度，减小单位压降下的热阻，从而将不可逆能量损失能减到最小;而减小当量直径或增加孔隙率，亦能够强化波纹微通道的传热能力。 (3)波纹的型式对微通道的流动阻力和传热特性具有显著影响。①相位差为180°和0°的正弦波纹微通道以及波节型微通道中，流体速度沿中心轴向均呈现周期性波动规律，压力沿流动方向均呈现锯齿形下降趋势，但变化幅度各不相同;②随着Re的增加，3种波纹微通道内流体的摩擦系数均减小，相位差180°的正弦波纹微通道的阻力系数最大，波节型微通道的流动阻力系数最小;协同角越小，波纹微通道的阻力系数越大;③3种波纹微通道的传热能力都大于相同当量直径的矩形微通道。随着Re的增加，波纹微通道的Nu增大，Nu由高到低依次为:相位差为180°的正弦波纹微通道、相位差为0°的正弦波纹微通道、波节型微通道;协同角越小，波纹微通道的Nu越大;④3种波纹微通道的综合强化传热性能均优于矩形微通道;雷诺数对波纹微通道的强化传热综合指标有重要影响。