非线性动态流固耦合问题是学术界和工程界最具挑战性的研究内容之一。借助现代数值手段,深入研究结构振动和非定常流场之间的相互作用,对于避免流体诱发的结构共振从而提高结构的可靠性和安全性具有重要意义。在流固耦合中,其中有相当一部分涉及到刚体运动与流体的相互作用,当刚体发生大位移时,对常规的基于动网格技术的流固耦合求解方法提出了潜在的挑战,比如,网格动态更新技术,边界层网格控制等。而基于浸入边界法的流固耦合方法,采用固定网格技术,无需在计算过程中更新网格,在具有大位移的流固耦合计算中显示出巨大优越性。为此,本文以投影浸入边界法为基础,建立了刚体和流体相互作用的浸入边界法数学模型和数值求解策略,并利用VC++编写投影浸入边界法的数值计算程序,以单圆柱绕流为基准数值算例,验证数值计算结果的准确性和可靠性,并进一步分析并行和串行双列圆柱的涡结构分布特征,得出一些有意义的学术结论。论文共计五章,其主要研究内容及学术贡献如下：(1)提出了一种投影浸入边界法来处理流体-刚体耦合的数学模型和数值求解方法。该算法利用投影分步方法实现不可压缩牛顿流体流动控制方程中速度和压力的解耦,以及固体对流体附加作用力的求解。同时在压力变量求解过程中,构成了一组带混合边界条件的压力泊松方程,与求解过程中的真实物理边界相一致,以区别于传统的压力梯度设为零的边界条件。(2)对计算模型进行数值离散时,对流项空间离散采用一通式,可以通过改变参数CF,灵活选择包括Quick、中心差分、二阶迎风和Fromm格式在内的四种离散格式。扩散项空间离散采用中心差分格式。时间离散采用Euler法,固体对流体的作用引入VOF方法中体积比,通过龙贝格算法高效求解每个网格中浸入刚体的体积比。(3)离散泊松方程后,针对离散出的大型稀疏线性方程组是非奇异非对称的特点,通过开源函数库UMFPACK将其快速求解。在传递线性方程组的系数矩阵和右端向量时,采用函数库Eigen将系数矩阵的数据结构改写优化,大大降低了存储空间,实现对高维线性方程组的快速求解,同时求解保持良好的稳定性。(4)利用VC++编写了投影浸入边界法的数值计算程序,用二维槽道流和圆柱绕流基准算例分别验证了求解不可压缩Navier-Stokes方程和投影浸入边界法的可靠性。并分析了不同雷诺数下圆柱绕流的速度场和压力场的分布情况和涡结构特征。(5)采用投影浸入边界法,分析并行和串行双列圆柱的涡结构分布特征,并进一步分析了并行和串行双列圆柱在不同雷诺数、不同阻塞比和不同柱间距比下的动态绕流特性。