Rayleigh-Bénard（RB）对流广泛地存在于自然界及工业应用中。受到国内外学者的广泛关注。目前对RB对流的研究主要针对水、空气等满足Boussinesq假设的常规流体,对于非Boussinesq流体的研究很少。本文以一种非Boussinesq流体超临界二氧化碳（S-CO2）为研究对象,采用计算流体力学模拟方法,研究S-CO2的RB对流现象,探索S-CO2在拟临界区的强变物性特性对流动与换热的影响。首先,使用计算流体力学工具ANSYS FLUENT建立分析模型;其次,将模型计算结果与前人的实验结果和理论分析结果进行对比,从而验证模型的正确性;最后对S-CO2的二维经典RB对流、二维Poiseuille-Rayleigh-Bénard（PRB）对流以及三维RB对流开展模拟计算。结果表明,S-CO2流体层在低瑞利数（Ra）下,流体层最终可以达到稳定状态,但随Ra的增大,流体层的稳定状态会被打破,此时流体层表现出周期性震荡的瞬态过程。Ra越大,流体层达到最终状态的时间越短。腔体径深比（r）对RB对流换热性能有显著的影响,通过对Γ=2-6的几何模型开展计算,本文提出了努塞尔数（Nu）与径深比之间的经验关联式。PRB对流是指有水平来流影响的RB对流。水平来流的入口雷诺数（Re）对PRB对流有显著的影响。当入口 Re保持不变,随着Ra的增大,流体层稳态对流斑图依次表现为:水平流、局部行波、行波对流;若保持Ra不变,随着入口Re增大,则会依次出现行波对流、局部行波、水平流这三种对流斑图。为了表征行波对流对水平来流的依赖性,本文提出了临界Re与相对瑞利数的关系式。通过对三维RB对流的分析,本文指出在稳定导热状态下,流体层并非完全静止,而是会存在微弱的流动,而在二维RB对流模拟中并不能显示此现象。此外,本文还对比了不同三维几何结构中RB对流的对流换热特性差异。本文对S-CO2的RB对流的现象开展了数值研究,本研究丰富了非Boussinesq流体RB对流的研究内容,研究结果可以为解释S-CO2的非线性流动与换热提供依据。