1、混合笛卡爾網(wǎng)格方法在近物面區(qū)域使用貼體形式的結(jié)構(gòu)/非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，在外部計算區(qū)域自動填充笛卡爾網(wǎng)格，將笛卡爾網(wǎng)格方法中物面邊界難以處理的問題轉(zhuǎn)化為不同網(wǎng)格系統(tǒng)之間的信息傳遞。該方法綜合了貼體結(jié)構(gòu)/非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與笛卡爾網(wǎng)格的優(yōu)點，在處理含有復(fù)雜幾何外形、復(fù)雜流動特征以及非定常流動現(xiàn)象的問題中具有廣闊的應(yīng)用前景。使用混合笛卡爾網(wǎng)格方法進行流場數(shù)值模擬的難點在于混合網(wǎng)格的生成方法與裝配方式，現(xiàn)有的混合網(wǎng)格類方法已經(jīng)能夠成功地模擬各類定常流動問題，但

2、在非定常流動問題的模擬中仍需要進一步的研究。本文致力于發(fā)展準(zhǔn)確、高效的混合笛卡爾網(wǎng)格快速生成與裝配方法，發(fā)展可用于復(fù)雜流動問題的全速域流場數(shù)值計算方法。
　　首先，開展了混合自適應(yīng)笛卡爾網(wǎng)格生成與算法研究。通過對洞映射方法、割補法的研究，建立了一種新穎的“逆向”方式混合笛卡爾網(wǎng)格生成技術(shù)，同時采用“貢獻單元”方法進行網(wǎng)格交接面的信息傳遞?；诟咝У腁lternating digital tree(ADT)搜索算法對上述兩步過程進行

3、了加速處理，并發(fā)展了一種改進的壁面距離計算方法。在混合笛卡爾網(wǎng)格框架下，結(jié)合網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)與低速預(yù)處理算法，發(fā)展了全速域有限體積雷諾平均Navier-Stokes（RANS）方程的求解技術(shù)。通過網(wǎng)格生成實例和典型定常粘性流動問題的研究，驗證了混合笛卡爾網(wǎng)格生成技術(shù)及流場求解算法的魯棒性和高效性。
　　其次，開展了包含復(fù)雜非定常流動現(xiàn)象的固定邊界繞流問題研究。結(jié)合動態(tài)自適應(yīng)網(wǎng)格加密技術(shù)、雙時間步LU-SGS隱式時間推進與非定常預(yù)處理

4、方法，發(fā)展了非定?；旌系芽柧W(wǎng)格方法。針對三維高雷諾數(shù)大分離流動，開展了基于SST k-ω湍流模型的DES技術(shù)研究。非定常數(shù)值模擬過程中，保持近壁面的貼體網(wǎng)格不變，使用網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)根據(jù)流場特征調(diào)整外圍笛卡爾網(wǎng)格尺度，精確地捕捉非定常復(fù)雜流動現(xiàn)象。通過低速大迎角三角翼繞流與大迎角橢球繞流的數(shù)值算例研究，表明了耦合DES技術(shù)的動態(tài)自適應(yīng)混合笛卡爾網(wǎng)格非定常方法實現(xiàn)了大分離非定常旋渦主導(dǎo)流動的準(zhǔn)確模擬。
　　最后，開展了含運動邊界問題

5、的非定常混合笛卡爾網(wǎng)格方法研究。主要提出了基于交接面距離的背景笛卡爾網(wǎng)格動態(tài)調(diào)整與更新技術(shù)，將定常方法中的“貢獻單元”信息傳遞方式拓展至二維非定常運動邊界問題。通過對圓柱旋轉(zhuǎn)繞流、翼型小幅度振蕩與大迎角動態(tài)失速，以及翼型沉浮問題的數(shù)值模擬研究，驗證所發(fā)展的處理方式是準(zhǔn)確有效的。耦合剛體運動方程，將該算法應(yīng)用于多體大位移運動邊界流場，研究了外掛物體投放問題。在二維工作的基礎(chǔ)上初步探索了三維運動邊界問題的求解，通過Caradonna-Tun