以圆柱绕流为代表的钝体绕流是工程实践中非常普遍的流动现象,控制和消除圆柱尾部涡脱落是空气动力学研究的热点之一。分流平板、吸气和吹气是目前工程实际中应用较为广泛的三种控制方法。本文将通过数值模拟的方法来研究圆柱绕流的基本特性以及三种控制方法对于圆柱绕流尾部涡脱落的控制效果。本文研究了Re=100、3900和8.27×106三种雷诺数条件下的的圆柱绕流,采用有限体积法求解不可压非定常控制方程组,对绕流流场进行了数值模拟。在对圆柱绕流特性的研究中,首先分析了计算参数对数值模拟的影响。对于非定常数值模拟,时间步长减小、网格加密,会提高求解的精度。在大雷诺数圆柱绕流数值模拟中,必须考虑流场的三维特性。使用大涡模拟方法时,使用Smagorinsky—Lilly湍流亚格子动力模型能够获得较好的数值计算结果。然后,根据计算得到的流场对绕流特性进行了分析,获得了圆柱绕流的基本流动规律。在对圆柱壁面分离角的研究中,发现在层流状态时分离角大于90。,在亚临界状态中小于90°,国内一些教材及文献并没有对这两种情况进行区分。对于三种雷诺数条件下的圆柱绕流分别施加分流平板、肩部吸气和尾部吹气,三种控制方法。在Re=100时,三种控制方法都能够完全抑制圆柱尾部涡脱落。在Re=3900时,分流平板和尾部吹气只能在一定程度上抑制涡脱落,肩部吸气仍然可以完全消除尾部涡脱落。在Re=8.27×106时,分流平板和尾部吹气也只能削弱涡脱落,肩部吸气仍然能够消除涡脱落,却不能完全抑制尾迹中的非对称性。三种控制方法在抑制涡脱落的同时,都能起到减阻作用。分流平板和尾部吹气会引起壁面边界层分离的提前,吸气则可以延迟分离。由上可见,肩部吸气对于三种雷诺数条件圆柱绕流的控制效果最为显著。本文系统地研究了三种控制技术在三种典型雷诺数下对于圆柱绕流的控制效果,为工程实践提供了重要参考,丰富了圆柱绕流及控制技术相关的研究。