数值离散格式、湍流近似模型和计算网格是影响计算流体力学（CFD）模拟精度的主要因素,其中工程上常用的数值格式和湍流模型都经过了大量的标定,因而气动特性的影响规律较为明晰且应用经验丰富。然而,由于计算网格的生成缺乏统一标准,网格质量因人而异。并且,网格分布难以做到与流态匹配,计算结果与网格的相关性较强。传统的网格无关性研究必须生成多套网格尺寸递减的网格,人力及计算资源耗费巨大。本文开展耦合流场特征的非结构混合网格自适应技术研究,提高数值模拟精度和降低计算结果对网格的依赖性,并以工程实用为标准建立和发展网格自适应系统所涉及的方法和技术,本文主要的研究内容和创新点有:（1）开展了基于流场信息的网格自适应单元误差估计方法研究。流场计算是误差估计的基础,因此本文首先简要介绍了非结构混合网格使用的积分型流动控制方程、湍流模型和数值求解方法。其次,发展了两种间断类误差估计方法,包括拟梯度误差估计和外插误差估计。然后针对分离涡的流动特征发展了基于剪切应变率的涡核区域判别方法,针对激波特征发展了基于特征线的激波面识别方法。（2）综合考虑鲁棒性和实用性,开展了工程实用的非结构混合网格自适应优化技术研究。首先,针对各类网格单元,采用各向同性网格单元加密技术和多级网格回退粗化技术,实现了网格单元分布的优化;采用多面体类型的网格单元解决了相邻网格单元间的悬空节点问题,消除了附面层网格优化的方向性限制;采用多级网格数据结构和面向对象软件设计思想实现了自适应系统的模块化设计。其次,为了提高加密表面网格与真实几何外形的相容性,采用基于表面网格信息的局部Coons曲面拟合技术,发展了参数化映射方法实现新增表面网格点的几何投影。然后,针对表面网格点移动可能造成物面附近附面层网格重叠交错或体积为负的问题,通过引入可变影响距离思想和包围盒加速技术,改进了基于距离权函数的动网格技术,实现了空间网格单元与表面网格的快速匹配。最后,发展了优化前后两套网格间的流场插值方法,为优化后网格的流场解算提供合理的初值以加快收敛速度。（3）针对自适应系统所有模块开展了相应的并行算法研究。首先,开展了误差估计的并行算法研究,包括网格单元并行分区算法和并行进程间流场数据交换实现算法。其次,开展了网格单元分布优化并行算法研究,包括网格细化/粗化标识并行相容算法和网格单元/网格点并行相容算法。再次,开展了网格动态负载平衡算法研究,包括网格并行重分区算法和网格数据进程间迁移算法。然后,开展了网格几何保真并行算法研究,包括表面网格投影并行算法和空间网格协调匹配并行算法。最后通过运输机和三角翼构型对并行算法进行了测试,表明自适应系统并行效率较高,且完成网格自适应的时间远小于流场解算所耗费的时间。（4）采用三角楔非定常流动、圆柱低雷诺数绕流、30P30N三段翼绕流和大攻角尖前缘三角翼绕流三个标准算例,开展了网格自适应技术对分离流动的适用性研究。结果表明,针对分离涡的误差估计方法能有效识别分离涡的位置,网格优化方法能实现分离涡区域网格分布的多次迭代优化。采用网格自适应技术对网格进行优化后,可以明显改善流场求解迭代过程的收敛性。通过自适应前后流场细节的比较,如速度分布、压力分布及分离再附位置等,表明网格自适应技术可以明显提高分离流场的模拟精度。（5）通过标准模型开展了网格自适应技术对存在激波的流动的适用性研究,包括圆柱高超声速绕流、第IV类激波干扰流动、球头高超声速绕流和双半球-圆柱干扰流动。结果表明,针对激波的误差估计方法能有效识别激波面的位置,网格优化方法能实现激波面处多次网格加密。采用网格自适应技术对激波面附近的网格进行优化后,可以明显改善流场求解迭代过程的收敛性,提高激波模拟的网格分辨率,获得了更精细的波系结构。通过对流场细节的比较,如压力分布、速度分布和热流分布等,表明网格自适应技术可以明显提高激波流场的模拟精度,提高气动力和气动热的预测精度。（6）开展了网格自适应技术在实际飞行器复杂流场模拟的应用研究。首先开展了小展弦比飞翼低速流动的数值模拟,通过对大攻角分离涡的自适应模拟,提高了飞翼失速攻角和力矩特性的预测精度。其次开展了典型民用客机构型跨声速流动的自适应模拟,更好地预测了机翼上表面激波位置,改善了客机升/阻力和力矩特性的计算精度。然后开展了超声速战斗机和外挂导弹气动干扰数值模拟,通过网格自适应技术,分析了战斗机和导弹的网格无关性,提高了干扰流场的模拟精度和气动干扰量的预测精度。通过工程复杂外形自适应数值模拟,验证了本文建立的网格自适应系统对工程问题的实用性和有效性。