从火箭发射、卫星运行、变轨技术、航天器对接、再入到微尺度器件的驱动和控制,稀薄气体问题无处不在。运动边界和非定常问题也经常出现在这类工程应用中。本文致力于改进和发展针对全努森数范围的统一气体动理学格式(Unified Gas-kinetic Scheme,UGKS),使该方法可以用于全流域的动边界问题计算,并提高计算效率。针对运动边界的高速稀薄流问题,本文开发了物理空间的移动网格和速度空间的四叉树自适应技术,并给出了可行的算法。通过数值验证,新方法在与不同条件下实验和计算结果的对比中,表现优异。移动网格算法得出的一维移动激波结构和已有的DSMC得出的定常激波结构结果相符;成功地模拟了圆柱体从连续流到自由分子流条件下的超声速绕流的阻力系数曲线,验证了四叉树方法在提高计算效率、增加计算可信度方面的效果。　　本文还对两个典型的航天器问题进行了模拟。第一个问题是自由椭圆在高超气流中运动的问题。我们给出了不同努森数条件下椭圆盘下落的受力、轨迹随时间变化曲线,并对典型的粒子速度分布函数的成因进行了分析。另一个喷管在稀薄条件下喷气的问题是航天器调整姿态、变轨、对接过程中的关键气动问题。由于该流动特征尺度跨越巨大,之前人们还无法用统一的方法处理这个问题。本文在新算法的帮助下突破了这个障碍,对喷管喷气的全过程进行了模拟,并得到了完整的喷管受力和加速曲线。这些数据可以帮助设计和改进航天器动力装置。对于低速流动,本文详细研究了二维旋转Crookes辐射计(光车)的动力来源。通过使用移动网格技术的IJGKS模拟得到了不同努森数不同转速情况下辐射力(努森力)。固定转轴与自由转动转轴之间的区别通过光车受力数据得到了清晰地阐述,并解释了光车转速最大值和总辐射力矩最大值出现条件不一样的现象。通过量纲分析,我们将光车受到的合力矩进一步分解为了静力矩和转动阻力矩两部分。随着努森数变化,静辐射力矩和阻力矩系数都满足相同的变化趋势。　　总的来说,移动网格和速度空间自适应技术极大地拓展了UGKS的使用范围提高了计算效率。这种新的数值方法在未来的航天、微尺度器械的设计和机理研究中都将起重要作用。