在飞机座舱等封闭空间中,舱内空气环境直接影响到乘客的安全性和舒适性,这也是我国自主研制大型客机关注的重要项目之一。由温差引起的热浮力羽流是影响气流非定常循环的一个关键因素,在座舱空气环境的研究中必不可少。座舱空间因送风系统的高雷诺数流动与人体热羽流形成的低雷诺数流动并存,其气流组织呈多尺度、强脉动和非定常特征,在数值求解整舱流场时要求必须同时捕捉整体大尺度涡结构与局部羽流的定量特征和相互作用,这就对常规湍流模型和非定常数值模拟技术提出了更高要求。另外,因飞机座舱几何尺度较大且气流条件复杂,准确的数值模拟不可避免需要巨大的网格数量,但工程实际却希望能够在较少网格总数和计算量下获得快速评估设计结果。因此,飞机座舱非定常流场数值模拟面临较多困难。为了在多尺度流动环境中耦合求解热羽流的非定常定量特征,并开发适于工程实际设计需求的数值模拟策略及模型,开展了以下分析研究:1)采用直接数值模拟（DNS）方法并结合实验数据对比,对典型自然对流和人体热浮力羽流进行了非定常计算,定量分析并验证了热羽流平均流场和非定常脉动量,通过数值模拟成功获得了热羽流的非定常发展过程和定量数据,确定了热源周围的涡脱落及拟周期波动特征,频谱分析明确了热羽流主要被低频脉动涡控制,拟周期脉动频率小于1 Hz。2)分析并验证了低分辨率网格数值耗散和标准k-ε湍流模型中湍流粘性对非定常流场计算的影响,提出了基于数值耗散和湍流粘性等效补偿修正的计算模型（ECV k-ε模型）,其特点是不增加新的方程,重点对低雷诺数流动区域实施修正,提高自然对流/强迫对流同场计算的准确度。通过算例对比验证了该方法在采用低分辨率网格和k-ε模型条件下计算热羽流非定常流场的有效性。3)将ECV k-ε模型应用于单排座舱的数值计算并与实验结果对比验证,进而对包含20排乘客的新型大型客机设计方案进行了整舱流场数值分析,通过分析气流在空间域和时间域的分布与演化规律,成功实现了较少网格总数条件下对整舱非定常流动特征的捕捉。研究结果达到工程实际对座舱流场进行快速正确数值模拟的需求。本文研究为包含人体热羽流的座舱复杂气流环境非定常特性研究提供一种快速有效的数值计算策略,为客机座舱内非定常实际流场的优化控制提供依据。