随着计算机技术和数值计算方法的高速发展,计算流体力学方法（CFD）在各行业领域中发挥着巨大作用。其中复杂构件多体相对运动的数值模拟是一类常见的问题。在这类问题中,复杂构件网格生成不易,且当部件存在相对运动时,一般的方法难以处理。嵌套网格技术具有高效的处理动态运动问题的能力,降低了复杂构件网格生成难度,并且能保持较高的网格质量,得到了广泛的应用。本文主要工作是对嵌套网格技术中关键方法展开深入研究,并对流动控制方程的数值求解算法进行了程序编写,目的是发展出适用于复杂构件相对运动的高效率数值模拟方法。在嵌套网格装配方法的研究中,首先对结构网格和非结构网格生成算法进行了程序编写,进而对结构嵌套网格和非结构嵌套网格中的关键技术如挖洞、贡献单元搜索和确定插值单元进行了深入研究。针对结构嵌套网格挖洞过程中传统洞映射法占用内存大的缺点进行了改进,提出了改进型洞映射法有效减少了计算中内存的占用。非结构嵌套网格中依据网格单元质量,即网格单元大小和壁面距离的乘积定义插值边界单元。在贡献单元搜索中,采用相邻单元搜索法提高搜索的效率;利用插值边界单元进行网格间流场信息插值,完成流场的整体计算。为进行流场的数值求解,对流动控制方程及流热耦合数值求解算法开展研究并编写了程序。流动控制方程采用N-S方程,空间离散为有限体积法,时间离散为双时间步长法,湍流模型为S-A一方程模型和k-ωSST两方程模型。对于可压缩流动,直接联立求解连续性方程、动量方程和能量方程得到流场的分布;对于不可压缩流动,采用SIMPLE算法求解,采用同位网格使得程序编写简单,利用Rhie和Chow发展的动量插值法消除由同位网格所引起的压力振荡现象,并使用密度延迟修正方法将SIMPLE算法拓展到可压缩流动的计算。提出了计算流体力学和数值传热学通用的数值模拟框架和相关功能模块实现框架。为了将嵌套网格方法应用到多体相对运动问题中,对散热芯片的流动传热过程、Caradonna Tung旋翼流场和Rotor 67压缩机非定常扰流等案例进行了流热耦合模拟。数值结果与实验结果对比表明嵌套网格方法准确有效,减少了网格生成难度,解决了复杂构件相对运动的流热耦合数值模拟问题。