钝体绕流是流体力学中的一个经典问题,其基本原理在航空航天、能源、水利等领域有着广泛的应用,诸多学者也对此问题进行了深入研究。本文基于被动控制原理,对钝体绕流进行数值模拟分析,对流体不稳定性的机理及控制方法进行了研究。以最小能量消耗为代价,达到控制尾流目的,并对流场特性和传热机理进行了分析。通过对流场的分析研究,结合传热机理分析,在全流场范围内搜索获得了具有最优特性的控制位置点,实现了简洁高效地对矩形通道内的钝体尾流控制,对流动稳定性分析和工程应用具有指导意义。本文研究中,在二维低雷诺数Re=50-150的范围内,在主圆柱附近放置一个附属小圆柱,采用数值模拟方法,考察其对主圆柱流动与传热特性的影响。通过采用动网格方法实现附属小圆柱在流场中位置的变化,较大程度提高了数值计算效率。在Re=80和120时,获得有效控制主圆柱涡脱落的非稳定区域,并构建了包含主圆柱阻力系数和努塞尔数的单目标函数模型,还基于二者构建了多目标函数模型。对主圆柱阻力系数、努塞尔数和流场特性变化规律进行了分析,结果表明:附属小圆柱在流场中所处位置对主圆柱流动阻力和换热性能有显著影响。基于不同的目标函数,依据附属小圆柱的几何位置对主圆柱流动阻力和换热性能的影响程度差异,确定了对主圆柱有显著控制效果的附属小圆柱的三个有效放置区域。计算结果表明:当附属小圆柱放置于这三个有效控制区域内时,可分别获得最大减阻、最优传热特性和最佳综合特性。基于二维数值模拟所得结果,为提高计算效率,在h/D为0.5625-1.625间进行了三维模拟计算。并确定Re=100,附属小圆柱被放置不同位置时,主圆柱的尾流特性,以及附属小圆柱的放置位置对主圆柱旋涡脱落频率、流动减阻、传热特性的影响规律,确定了附属小圆柱对主圆柱涡脱落频率影响较大的区域。研究结果表明:在主圆柱附近放置附属小圆柱,对主圆柱的流动与传热特性有较大影响,所得结果具有一定的适用性和实际意义。