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航空发动机中的许多部件存在着由于流体动力和传热引起的结构弹性变形,反过来,结构的变形又会直接导致流道的形状的变化和其中的流动和传热特性的变化。先进发动机的设计需要对这类流-热-固耦合问题进行精确和高效的分析。由于历史原因,目前在流体流动和传热分析中广泛采用的是控制容积法,而在弹性变形的分析上采用的是有限元法,并分别发展了相应的工程应用软件。用这些软件进行流-热-固耦合问题的数值分析时存在着不同计算软件间的大量数据交换。为了提高流-热-固耦合问题的数值分析能力和效率,本文以发展完全基于有限元法的基于同一套网格体系的耦合计算软件的目的开展了研究工作。发展完全基于有限元法的流-热-固耦合数值分析方法,重点和难点是发展基于有限元方法的流动和传热的计算方法。通过对国内外文献综合分析,本文选用近年来得到迅速发展的基于CBS(Characteristic-Based Split)算法的有限元法求解流动和传热问题,用常规的有限元法求解弹性变形问题,并在同一套网格的基础上实现流-热-固耦合计算。本文详细分析和阐述了CBS算法的基本理论,基于CBS算法推导了流体力学基本控制方程的有限元离散方程,发展了一组基于CBS算法的CFD有限元计算程序,包括:二维粘性层流流场与温度场计算程序CBSftem、二维湍流计算程序CBSturb、轴对称层流计算程序CBSaxial,轴对称旋转层流计算程序CBSswirl。以及统一采用有限元法的流-热-固耦合分析程序CBSFTS。并应用这些程序对典型的流动与传热、流动与弹性变形以及流动、传热和弹性变形耦合问题的算例进行了分析。本文的工作还只是初步的,更加通用的流-热-固耦合分析方法和程序有待进一步研究和发展。