随着汽车制造业水平与高速公路的快速发展,汽车的行驶速度不断地在提高,汽车的气动阻力和气动声学问题的变得越来越突出,因此对于汽车气动减阻和气动降噪技术的研究显得尤为重要。仿生学自提出以来在气动减阻和降噪技术方面得到广泛的研究和应用,但是对于仿生非光滑表面的减阻降噪机理仍然有待探索。目前,对于多孔介质在汽车减阻降噪技术上的应用却还比较少,在此背景条件下,本文以汽车空气动力学为理论基础,结合计算流体力学和计算气动声学理论及分析方法,将仿生非光滑结构和多孔介质结构附加到汽车车身表面,研究这些被动流体控制装置对汽车气动阻力和气动声学的积极影响,并探索其机理。首先,选择Square Ahmed简化汽车模型作为研究对象载体,利用已有的风洞试验数据验证了CFD数值模拟方法的可靠性,同时,分别对三种不同分别率的网格进行了数值模拟,并对比了三种网格分别率下流场参数的仿真结果,验证了网格无关性,即排除了网格分辨率这一影响仿真结果的因素。其次,引入了非光滑表面沟槽、凹坑和多孔介质层三种被动流体控制装置,分别将其布置在Square Ahmed模型的尾部,通过数值模拟方法研究了三种装置对模型尾部流场的影响。分别对比了尾部添加非光滑表面沟槽、凹坑和多孔介质层的模型与原模型的流场参数,通过分析阻力系数、尾流结构、时均压力、压力系数、时均速度大小和雷诺剪切应力等参数,进一步分析了三种被动流体控制装置对尾流场的影响,从对摩擦阻力和压差阻力的影响这一角度出发,简要分析了不同被动流体控制装置的减阻机理。结果表明,在模型尾部添加非光滑表明沟槽、凹坑和多孔介质层后均能够实现一定的减阻效果,减阻率分别为2.6%、3.53%和5.17%。最后,将流场数值模拟结果中获取的声源数据通过FW-H声类比方法分析了远场监测点处的噪声,通过对远场噪声进行功率谱密度分析和监测点总声压级指向性分析,比较了非光滑表面沟槽、凹坑和多孔介质层对模型声源表面的影响,根据远场气动声场的分析结果,从湍流猝发强度和气泡脉动频率的减小机理出发,简要分析了不同被动流体控制装置的降噪机理。结果表明,在模型尾部添加非光滑表明沟槽、凹坑和多孔介质层后均能够实现一定的降噪效果,总声压级最大降低值分别为2.636d B、2.61d B和3.225d B。本文分析了不同被动流体控制装置对简化汽车模型气动阻力特性和气动声学特性的影响,并简要阐述了不同被动流体控制装置的气动减阻降噪机理,具有重要的工程参考意义。