随着综合国力的不断增强和铁路运输业的快速发展，我国铁路电气化运营里程和电力机车保有量逐年上升。特别是近10年来，国产电力机车取得了长足发展的同时，作为冷却电力机车主变压器和变流器的冷却器无论是从结构上还是从性能上也随之发展，并提出更高的要求。论文首先采用CFD数值模拟技术分别对空气侧采用的波纹翅片和液体侧采用的锯齿翅片的传热特性和阻力特性进行了数值研究，得到了不同参数比值下传热因子j和阻力因子f的变化，并以j/f值来表征翅片的表面综合性能。通过模拟计算所得翅片不同结构参数下的传热因子与阻力因子数据作为原始数据,采用多元非线性回归方法建立翅片传热因子j与阻力因子f的非线性回归解析模型。回归过程中,采用1stOpt软件中通用全局优化算法，以非线性最小二乘估计为准则，通过迭代计算获得翅片模型的回归参数，建立了一种无初始模型的数据建模方法；实现了自动寻找隐含于数据间的数学模型，且无需人为提供参数初估值；以残差值为依据验证了所建模型的有效性，并且通过与经典实验关联式的对比验证了所拟合关联式的准确性。结果表明，所建解析模型不仅保证了计算精度，同时克服了模拟计算效率低的问题。根据以上研究的锯齿及波纹翅片传热因子与阻力因子的计算方法，采用C++平台开发了波纹翅片与锯齿翅片的设计优化软件。软件主要分为传热与阻力因子的计算、共轭梯度法搜索表面综合性能最优翅片的结构参数及计算结果显示的功能。本软件对于优化翅片结构、提高翅片的换热性能具有指导意义，同时能显著提高翅片设计的工作效率。