随着计算机技术的不断进步,运用计算流体动力学(CFD,Computational Fluid Dynamics)方法对流场进行分析越来越受人们的关注。如何通过CFD方法准确高效地模拟各种流动现象已成为流体力学研究的重点和难点。在船舶与海洋工程领域,借助CFD方法评估各种船舶与海洋结构物的水动力性能亦是目前研究的热点。就CFD方法而言,几何建模和网格生成是对流场进行数值仿真的基础,几何模型和网格生成的质量会直接影响CFD计算的精度。基于此,本文对CFD前处理的几何建模和体网格生成方法进行了研究。本文首先以CFD中边界拟合法和非边界拟合法为基本框架,对常见的几何建模和网格生成方法进行介绍。由于笛卡尔网格是目前研究的热点,与贴体网格相比,笛卡尔网格更适合处理多体运动及大变形,而隐式曲面模型在识别物体内外区域和构造复杂外形方面有天然的优势,针对几何建模,本文开发了基于背景笛卡尔网格的径向基函数隐式曲面构造技术,通过对曲面样本点插值来构造径向基插值函数,从而将曲面表示成该函数的等值面,只要提取等值面就能实现曲面建模。此外本文将网格局部加密技术引入到曲面建模过程中,可在局部区域获得更多的物面点,以便更好地描述曲面细节特征,提高曲面质量。针对体网格生成,本文开发了基于径向基函数的体网格生成技术,将物面网格和物面边界网格点的空间推进网格当成体网格生成的边界约束条件,通过径向基函数将物面边界网格的空间推进插值到内部网格点上来生成体网格,无论物面网格是结构网格还是非结构网格,均可用该方法生成相应的贴体网格,由于用方法生成的体网格在物面的法线方向上具有一定的结构化特性,因而适合描述边界层流动。另外,考虑到船舶与海洋工程领域的实际应用,针对船体特点,本文还开发了船体面网格和体网格生成程序,船体面网格的生成基于三次Hermite样条插值技术,先将船体分区,然后根据区域形状在各分区内分别生成面网格,最后将各分区网格拼接起来形成船体面网格。在船体面网格的基础上,利用前沿推进的思想,先生成初始推进面网格,然后将面网格点沿法向逐层推进,形成体网格节点,最后将网格节点按照一定的拓扑结构连接起来。本文以KCS船体面网格和体网格生成为例证明了网格生成方法的有效性。