利用涡旋进行换热已经成为换热领域研究的热点之一。但现有涡旋换热技术存在额外能量消耗、涡旋不稳定等一些问题。由于自激振荡腔室特殊结构无需额外能量输入的条件下能在热流道中产生持续高效的回流涡,从而有较高研究价值。本文将涡旋换热技术与自激振荡效应的优势结合起来,利用自激振荡特殊结构产生的回流涡来解决换热研究和应用研究存在的瓶颈问题,提出自激振荡热流道回流涡强化传热特性来实现传热机理的科学解释及其热流道结构设计方法。本文所做主要工作及有价值的结论如下:（1）自激振荡脉动效应换热机理。对涡旋换热研究现状和影响因素进行分析,在此基础上,研究了自激振荡热流道脉动流的产生和有效反馈条件。根据流体系统和电路系统的相似性,采用电路系统对自激振荡腔室进行固有频率分析。（2）热流道边界层和脉动射流对换热的影响。边界层中的传热主要依赖于热传导。脉动射流能够加速流体间的掺混,破坏边界层,进而提高传热效率。在换热效果和压降同时增加的情况下,提出了综合评价因子PI。（3）基于自激振荡热流道近壁面回流涡的形成机理,建立了自激振荡腔室的物理模型和湍流模型。采用大涡模拟对自激振荡回流涡演变规律、壁面剪切力和Nu数进行研究。自激振荡腔室热流道近壁面回流涡呈现“波浪式”流动。回流涡在热流道近壁面处对流体具有强烈的扰动效应,能够加快近壁面处流体与壁面的热交换。当上下游管径比d2/d1=1.5时,PI的最大值为1.24,其换热效率可提高24%。（4）自激振荡腔不同结构参数对热流道中回流涡和脉动性能的影响。在一定条件下,自激振荡腔室热流道中能够形成回流涡,利用大涡模拟对不同结构参数下热流道中涡量分布、速度矢量场分布进行研究。同时利用综合评价因子PI对不同结构的热流道进行综合性能评价,得到结构参数为L/d1=3.6-3.8,D/d1=7.2-8,α2=120-140°时,脉动性能、回流涡强化传热特性达到最佳,综合评价因子最大为1.17,换热效率提高了17%。