封闭腔内的自然对流在自然界与工程技术中有广泛的应用背景。目前对复杂热环境条件下大型薄壳体封闭腔内可压缩气体的自然对流特性还缺乏认识,研究复杂热环境条件下大型薄壳体封闭腔内可压缩气体的自然对流特性对进一步完善自然对流理论具有重要意义。本文以平流层浮空器为研究背景,采用FLUENT软件,结合UDF接口技术,对大型球形和双椭球形薄壳体封闭腔在不同复杂热环境条件下的自然对流特性进行了数值模拟。首先,对FLUENT软件求解自然对流的不同模型进行了比较分析,针对所模拟对象具有几何尺寸大、非线性和易发散等特点,确定了求解大体积封闭腔内自然对流的方法。在此基础上,建立了球形和双椭球形模型及计算网格系统,结合UDF接口技术,引入外部非均匀的辐射-对流热环境条件。通过模拟计算,考察了不同热环境中球形与双椭球形大型薄壳体封闭腔内可压缩气体的自然对流换热与流动特性,获得了气体温度、速度、压力、密度及质心等参数随外部热环境的变化规律,分析了表面辐射物性等相关因素的影响,得出了此类封闭腔内自然对流换热系数的数值范围及其随表面无量纲温度的变化规律。通过本文研究,为认识复杂热环境中大型薄壳体封闭腔内自然对流特性、进行热设计或相关技术应用提供了必要的知识积累与参考依据。