在壁面流动或钝体绕流中,流场中的一些不稳定机制,如Kelvin-Hemlholtz（KH）不稳定、椭圆不稳定等,使得扰动能量出现指数增长或瞬间放大,从而引起流动失稳,诱发流动转捩形成湍流,使得钝体或壁面所受阻力增加,这不利于航行器综合性能的提升。所以,需要施加一些控制来抑制扰动增长。流动系统根据扰动演化特征可分为振荡器和噪声放大器流动:若流场中存在随时间增长的全局扰动模态,且非稳态流动结构的空间演化依赖初始扰动的增长,那么这一流动系统称为振荡器流动;若扰动随时间向下游演化并逐渐增长,且非稳态流动结构的空间演化很大程度上由扰动激励源特征决定,那么这一流动系统称为噪声放大器流动。本文采用高精度谱元法数值研究了几种典型的振荡器和噪声放大器流动系统的稳定性特性及其控制,分别采用三种控制策略:第一种通过流向电磁力改变基态流形态从而影响扰动增长率;第二种通过构建自回归移动平均外生（ARMAX）模型进行系统辨识,得到流动模型中的输入量（来流扰动、法向电磁力）和输出量（下游被放大的扰动）间的传递函数,再根据预期输出信号值,设计前馈控制器,建立线性控制模型,实现控制目标;第三种策略则是通过将第一种、第二种控制策略结合,实现对流动不稳定的控制。圆柱绕流是典型的振荡器流动系统,本文采用第一种控制策略控制雷诺数Re=300（Re=U∞d/v,其中U∞是来流速度,d是圆柱直径,v是运动粘性系数）下圆柱尾迹的稳定性。通过在圆柱表面布置电磁激活板,产生流向电磁力,改变基态流形态,从而影响尾迹中三维扰动的增长率。由于扰动的增长率对不同控制区域的敏感性不同,所以控制中选择三种加力区域:迎流面区域、背流面区域及全圆柱区域。通过Floquet稳定性分析分析了不同电磁力作用参数N（电磁力强度与惯性力的比值）下不同波长扰动的增长率。结果发现迎流面控制中,不同电磁力作用参数下最不稳定小波长（模态B）和最不稳定大波长（模态A）三维扰动的增长率较无电磁力控制时变化甚微,而在背流面控制和全圆柱控制中,这些扰动的增长率均随电磁力作用参数的增大而减小。在N≥0.8后,这两种加力区域控制下,尾迹中只存在不稳定的转捩模态A。分析二维尾迹的椭圆不稳定和双曲不稳定机制后,发现椭圆不稳定诱导模态A中扰动的增长,而双曲不稳定诱导了模态B中扰动的增长,因为这两种不稳定区域的无粘增长率随电磁力作用参数的变化趋势与最不稳定模态A、模态B的增长率随电磁力作用参数的变化趋势相似。粒子追踪法描述了尾迹区域短时间内的形变。对比同一电磁力作用参数下尾迹形变发现,迎流面控制中尾迹形变量与无电磁力控制时相比改变较小。而背流面控制和全圆柱控制中,由于流动分离得到一定抑制,从而尾迹中涡强度降低,同时回流区及辫状区域的流体形变量减弱,这使得尾迹中椭圆不稳定和双曲不稳定区域的无粘增长率减小,所以模态A和模态B中扰动增长率减小。采用三维直接数值模拟研究了转捩模态的非线性演化及此时流向电磁力的控制效果,发现N=1.0时,背流面控制和全圆柱控制中,尾迹三维结构中涡对的展向波长约为3.4个圆柱直径,且圆柱所受阻力分别被降低了15.2%和14.4%。方形前缘平板绕流属于噪声放大器流动系统,扰动流经分离泡时,其能量被放大。本文采用第一种控制策略对雷诺数Re=400（Re=U∞h/v,其中h是平板厚度）下方形前缘平板绕流的稳定性进行控制。将电磁激活板置于前缘附近,产生的流向电磁力改变分离泡尺寸,进而影响扰动能量的增长。在这一雷诺数下,三维流场出现流动模式B,即发夹形涡沿流向排列相位错开180°。尽管研究人员提出过椭圆不稳定机制和扰动的瞬间增长诱导了方形前缘平板绕流的转捩,但本文发现这一流动的转捩机制为亚谐波共振。对二维非稳态流场的正交基分解（POD）发现了一次不稳定,而对二维非稳态流动的Floquet稳定性分析发现了相对不稳定的亚谐波二次不稳定。对二维稳态流动的扰动最优瞬间增长分析得到了具有最大能量放大量级的扰动,称为最优扰动,其位于分离泡再附点附近,其空间结构与能量最大的一次不稳定,即第一POD模态相似,这表明扰动的瞬间增长诱导了一次不稳定从而产生KH涡。而相邻KH涡的配对不稳定产生亚谐波二次不稳定从而形成共振转捩。流向电磁力使分离泡尺寸减小,从而使得扰动能量放大最大量级随电磁力作用参数的增大而线性衰减,因此一次不稳定减弱。减弱的一次不稳定不足以诱导二次不稳定,所以流动在流向电磁力控制下全局稳定。通过三维直接数值模拟探索了扰动的非线性演化及此时流向电磁力的控制效果。尽管相对不稳定的亚谐波二次不稳定的增长率受流场区域限制,但平均流、一次不稳定和二次不稳定间的能量传递反馈环促进了共振转捩的形成。然而,由于流向电磁力减小了分离泡尺寸,使得一次不稳定减弱,从而破坏了能量传递反馈环,这样三维转捩被抑制,平板表面摩擦阻力在电磁力作用参数N=0.04和N=0.1时降低了31.3%和26.8%。最后,为了对比这三种控制策略的控制效果,本文将这三种控制策略同时应用于雷诺数Re=500（Re=U∞h/v,其中h是台阶高度）、扩展比为2的后台阶流的稳定性控制中,这一流动属于噪声放大器流动系统,流场中存在一次分离泡和二次分离泡。当采用第一种控制策略时,流向电磁力分别作用于一次分离泡和二次分离泡,文中称为上壁面控制和下壁面控制,发现两个分离泡的流向尺寸相互影响:其中一个分离泡流向尺寸的减小会使另一分离泡流向尺寸增加。上壁面控制可以抑制二次分离泡的形成,但增加了一次分离泡的流向尺寸,而下壁面控制却不能抑制一次分离泡的形成。位于台阶上游的初始空间高斯分布的法向扰动在上壁面控制中N=0.15时,可获得最小的能量放大倍数。对扰动的最优瞬间增长分析发现扰动最优能量放大倍数的峰值在上壁面控制中N=0.1,0.15时最小,这表明第一种控制策略可以降低扰动的能量放大倍数。在第二种控制策略中,台阶上游传感器、台阶附近控制激励器（电磁激活板）及一次分离泡再附点附近传感器被置于流场中。上游扰动源为空间高斯分布的法向扰动,控制激励器产生高斯分布的法向电磁力,传感器的测量值为流向扰动速度的法向梯度,这一值描述了壁面摩擦力。流动系统中的输入量为上游传感器测量信号和控制输入信号（法向电磁力的幅值）,输出为下游传感器的测量信号。通过构建ARMAX模型进行系统辨识,发现ARMAX模型产生的输出信号与原始采样信号的吻合度高达91.2%。根据预期输出信号值,设计前馈控制器,建立闭环控制系统。将线性控制模型应用于直接数值模拟中,发现整个流场的扰动能量衰减至0值附近,有微小波动。在第三种控制策略中,采用上壁面控制（N=0.15）去改变基态流,使得扰动能量放大倍数降低。此时构建的ARMAX模型产生的输出信号与原始采样信号的吻合度为86.4%。将建立的线性控制模型应用于直接数值模拟中,扰动能量衰减至0值,且无微小波动,这表明第三种控制策略可完全抑制扰动能量放大。本文的研究拓展了电磁力在流动控制中的应用,可为电磁力的工程应用提供理论参考。