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本文在对国内外关于绕矩形截面柱体流动分离和传热研究现状及发展进行综述的基础上,系统地论述了作者采用原始变量时间推进法对非定常绕方柱流动与传热的研究成果.首先,本文在SIMPLE算法系列处理速度与压力耦合问题的思路和均匀网格下改进的关于流函数涡量方程的数值求解方法的基础上,将非定常原始变量Navier-Stokes方程的求解推广至非等距交错网格剖分,形成了具有本文特色的原始变量时间推进方法,其中对流项和扩散项中各变量的各阶导数均采用二阶精度公式,包括温度在内的离散方程组采用ADI迭代方法求解.其中根据计算结果,本文在前人工作的基础上总结出了封闭腔内层流自然对流换热的变化规律,比较准确地提出了导热占主导地位的层流流动和导热与对流共同作用的层流流动的分界点为瑞利数Ra=5×10<4>.其次,本文采用原始变量时间推进法,研究了低雷诺数条件下冷态场二维方柱绕流问题,讨论了出口条件对减小有效计算区域的作用规律,并分别研究了进口距离X<,u>、出口距离X<,d>、阻塞参数B、侧边界条件和出口条件等因素对绕方柱非定常流动的斯特鲁哈尔数St和阻力系数C<,D>的影响,给出了各种人工侧边界条件下可以忽略侧边界影响的阻塞参数范围以及对不同人工侧边界条件进行比较的结果,在此基础上提出了一套适用于本文原始变量时间推进算法研究绕方柱流动与传热问题的优化计算域参数和人工边界条件.最后,本文在冷态场方柱绕流数值计算的基础上,引入能量方程并考虑热对方柱尾迹的影响,研究了低雷诺数Re层流绕方柱强迫对流和混合对流问题.根据本文划分方柱绕流定常流动和非定常流动的临界雷诺数Re区间(50
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