本文阐述了虚拟区域方法和大涡模拟方法的发展、研究现状及应用意义.详细介绍了基于虚拟区域的直接力方法,并以此方法为基础,首次将虚拟区域方法的基本思想引入大涡模拟方法中。我们在均匀固定笛卡儿网格上采用基于虚拟区域的大涡模拟方法模拟动边界问题。为了解决流固接触边界及固体内部在均匀网格下欧拉点和拉格朗日点上物理量的转换,引入了离散δ函数,并显式处理该问题。同时,采用半交错网格的有限差分格式来求解流体流动问题,及快速傅立叶变换求解泊松方程,大大提高了计算效率。 本文主要采用虚拟区域方法和大涡模拟方法研究物体的动边界问题。我们首次在较高雷诺数下数值模拟了在水平圆管Poiseuille流动下中性悬浮球形粒子的迁移问题。在不同的雷诺数,不同的粒子半径与圆管半径比率,不同粒子体积分数下,研究了单个和多个球形粒子迁移到平衡位置的过程及位置的变化。观测到了与实验结果相符的数值模拟规律,这些规律在前人的数值模拟中没有直接得到。同时,给出了单个固定球形粒子在不同雷诺数下的尾流区涡结构特性。证明了我们的方法的有效性和精确性。