本文基于叉树数据结构的自适应笛卡尔网格方法能够简化网格生成过程，并能实现流场信息剧烈变化区域的动态捕捉和提高流场解的分辨率。本文基于流场特征的网格自适应技术研究主要包括:自适应判据的定义，自适应网格单元的判定，以及网格单元的动态加密和粗化过程等。针对无粘可压缩流动问题，考虑曲面边界的影响，以及速度的法向修正，开展了虚拟单元方法的构造研究;数值结果显示GCM在处理无粘流动问题是能够满足守恒性要求，且具有良好的鲁棒性;针对可压缩层流粘性流动问题，开展了基于径向基函数边界条件局部重构的虚拟单元方法的应用研究。对于高雷诺数可压缩流动问题，基于壁面函数(Wall Function, WF)模型的基本假设，构造了一种壁面函数一虚拟单元方法(WF-GCM)来处理湍流壁面边界条件。通过构造参考点上的流场信息，并结合壁面函数模型定义虚拟单元上的流场基本信息和湍流变量值。最后，我们将虚拟单元方法应用于流动控制研究和内埋舱开门过程中流场响应的数值模拟。