钝体形式在生活中应用十分广泛,如桥梁桥墩、房屋建筑等。当流体流经这些物体时,由于钝体的存在,改变了周围流场的流动,从而产生一系列的钝体空气动力学问题。流体的流动常常伴随着复杂的热量交换,其研究对相关领域的理论发展和实际应用具有重要意义。格子Boltzmann方法作为最近三十年来发展起来的新型流体数值模拟方法,算法简单,并行性高,对复杂边界的处理具有显著优势,现已应用到流体力学和热力学的多个领域。本文综述了国内外钝体绕流换热的研究进展,并利用格子Boltzmann方法,采用C++编程对方柱形钝体的绕流和多孔介质对流换热问题做了数值模拟,主要工作如下:从连续Boltzmann方程入手,通过对时间、空间和速度进行离散,推导了格子Boltzmann-BGK方程,并建立了宏观物理量及边界条件与格子Boltzmann方法的联系。通过对格子Boltzmann方法的基本模型进行改进,将格子Boltzmann方法应用于换热方面的研究。提出了一种复杂几何边界的程序语言处理方法,通过对单方柱绕流进行模拟,验证了该方法的准确性。对单方柱绕流的模拟研究表明,Re数对方柱流场形态、升阻力的大小具有重要影响;对并列双方柱绕流流场与柱间距的关系进行了模拟表明,当柱间距小于1.0倍方柱边长时,流场表现出单方柱绕流状态;当方柱间距大于3倍方柱边长时,方柱各自形成稳定的卡门涡街。进一步对封闭方腔和Sierpinski地毯分形结构多孔介质对流换热进行模拟,结果表明,Ra数对自然对流换热机理具有重要影响,Ra数较小时,换热以热传导为主;Ra较大时,换热主要表现为对流换热;多孔介质对流模拟结果表明,Re数越大,对流换热的效果越好;增加入口速度,同样可以达到强化换热的目的。对于不同阶数的分形结构,阶数越高其换热面积越大,但就最终的换热效果而言,3阶分形结构在所研究范围内是最优的选择。