发动机活塞传热研究是发动机领域十分重要的课题,活塞的瞬态传热分析对改善发动机的散热性能、优化温度场分布以及减少颗粒物的排放有着非常重要的意义。局部半解析无网格方法作为一种新型数值离散格式,该方法具有数学理论简单、计算精度高、易于程序实现等优势,相比于传统边界型无网格方法更适用于大规模复杂结构的传热模拟。因此,利用局部半解析无网格方法研究发动机活塞的热传导问题,既有理论研究价值又有十分重要的现实意义。本文针对发动机活塞传热问题,以新型局部半解析无网格方法为工具,以数值传热学为理论基础,系统地完成了从发动机活塞二维轴对称模型到三维简化模型,从稳态传热到瞬态传热的无网格计算模型的构建,并编写了相应的MATLAB程序。总体研究思路遵循由简单到复杂、由二维到三维的原则,逐步进行了算法理论模型的建立、数值离散格式的推导、典型算例的数值分析与测试,最后实现了发动机活塞稳态及瞬态传热的数值模拟。首先,以满足热传导控制方程的奇异基本解和非奇异通解作为插值基函数,采用局部逼近理论和移动最小二乘原理,建立了两种数值模拟传热问题的新型局部半解析无网格方法—局部基本解法（LMFS）和局部节点法（LKM）。其次,基于LMFS建立了发动机活塞二维轴对称结构和三维简化模型的稳态传热数学模型,并根据物理力学模型和所提出的无网格算法进行了程序设计。通过二维和三维典型算例的数值测试,验证了所提出的LMFS在处理规则、不规则区域稳态热传导问题时的有效性、精确度和稳定性。最后,利用LKM建立了发动机活塞二维和三维瞬态热传导的数值计算模型。采用差分格式离散瞬态热传导问题的时间域,分别采用LKM和双重互易法求解非齐次方程的齐次解和特解。计算结果表明该算法在模拟活塞瞬态传热问题时同样具有较高的准确性。数值试验表明,所提出的局部半解析无网格方法可为发动机活塞传热分析提供一种新的、简单精确的求解思路。