随着流动与传热数值模拟研究的深入和工业的发展,求解问题日益复杂,传统算法的计算速度越来越难以满足研究者和工程师们的需求。IDEAL是一种高效全隐压力速度耦合算法,与传统算法不同,IDEAL算法是在求解动量方程前后分别对压力方程进行内迭代计算,从而提高了计算速度,目前已经在数值计算领域得到了大量的使用。但现有的这些研究大多数是采用自主编程方法,这种方法使用起来较为复杂,新手较难入门,不利于被其他学者使用。另外,现有研究大多基于简单几何结构和层流过程,限制其推广应用。为此,本文基于开源计算流体力学软件OpenFOAM,开展适用于非稳态不可压缩流动、稳态自然对流以及非稳态两相流问题的IDEAL算法构建及性能分析研究。该研究不仅可提高IDEAL算法处理多种流动传热工程问题的能力,而且可以大范围推广IDEAL算法。(1)基于OpenFOAM构建适用于求解非稳态不可压缩流动问题的IDEAL算法求解器tra Ideal Foam。针对二维方腔顶盖驱动、NACA0012翼型绕流及三维旋流分离器内部流动问题进行模拟分析,比较IDEAL算法与PISO、PIMPLE算法在不同网格、速度以及湍流模型条件下的计算时间和库朗数取值范围。结果表明IDEAL算法可以在更大的时间步长下获得收敛的解,计算效率也均优于其他两种算法。(2)基于OpenFOAM构建适用于求解稳态自然对流问题的IDEAL算法求解器boussinesq Ideal Foam。求解动量方程时,由温差而引起的浮升力项采用Boussinesq假设处理。针对两个典型自然对流问题进行模拟分析,对比所构建IDEAL算法与SIMPLE、SIMPLEC算法在不同网格、瑞利数以及湍流模型条件下所需计算时间和松弛因子取值范围,验证IDEAL算法在收敛性和健壮性方面的优势。(3)基于OpenFOAM构建适用于求解非稳态两相流问题的IDEAL算法求解器mul Ideal Foam。采用CSF模型对动量方程中的表面张力项进行模化。模拟了二维液柱倒塌过程、单气泡上升过程、三维异轴双气泡上升过程以及起伏管段气液两相流动过程这四个两相流问题,对所构建的IDEAL算法与PIMPLE算法的计算效率进行了对比,验证IDEAL算法在计算效率上的优越性。