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涉及流固耦合的复杂绕流是自然界和工程领域常见的现象,具有广泛的基础和应用背景。本文采用格子玻尔兹曼方法、有限差分法、及浸入边界法(反弹边界法)相结合的方法,数值研究了三个典型的复杂绕流问题。主要工作及研究成果如下:(1)研究了旋转圆柱尾流中圆柱的绕流问题。根据两圆柱间隙中和下游圆柱尾流的流动特征,发现了 extended-body(EB)、reversed reattachment(RR)、reattachment(RA)、detachment(DA)、及 co-shedding(CS)五类流动模态;在reversed reattachment模态中,上游圆柱逆时针旋转导致下游圆柱迎风面的剪切层向上游延伸,附触上游圆柱上表面的剪切层;基于(α,S/D)参数平面的模态相图,获得了间距比S/D渐增导致的模态转变路径。发现模态转变路径相似时,升阻力系数和Strouhal数随间距比S/D的变化特征也相似。低旋转率α = 0.1～0.25时,流动模态及其转变路径与串置静止双圆柱情形相似;高旋转率α = 2.0～3.0时,流动模态为RR和DA,与静止双圆柱情形完全不同。此外,当α = 0～1.25时,RA-CS流动模态转变导致上/下游圆柱的平均阻力系数、升力均方根值及脱涡频率陡增;当α = 2.75～3.0时,RR-DA流动模态转变导致上游圆柱的平均阻力系数陡增,下游圆柱在α = 3.0,S/D = 1.4时获得推力。(2)研究了旋转圆柱尾流中的柔性丝线拍动模态。根据拍动丝线形成的包络图,发现了反向、缠绕和正向拍动三类主要模态,其中反向和正向拍动模态分别包含以下典型亚模态:反向单侧拍动模态、反向双侧拍动模态、反向静止模态;正向单侧拍动模态、正向双侧拍动模态、正向静止模态;基于(α,G/D)参数平面的模态相图,获得了丝线圆柱间距比G/D渐增导致的反向-正向模态的主要模态转变路径;通过分析不同模态的典型尾涡结构,探讨了柔性丝线拍动模态形成的流动机理;此外,发现在特定参数下,丝线拍动可产生明显的反馈作用:完全抑制旋转圆柱尾流脱涡或促进尾涡生成脱泻,导致旋转圆柱减阻甚至产生推力或明显增阻。(3)研究了丝线干扰下的串置双圆柱绕流,丝线简支固定于双圆柱间隙之中。根据间隙中的脱涡情况,发现无涡脱泻的RA(reattachment)和有涡脱泻的CS(co-shedding)两种流动模态;根据拍动丝线形成的包络图,发现了反向和正向拍动两类主要模态,其中反向拍动模态包含:反向无缠绕(RU(reversed uncoiled))拍动模态、反向缠绕(RC(reversed coiled))拍动模态;正向拍动模态包含:正向无缠绕(NU(normal uncoiled))拍动模态、正向缠绕(NC(normal coiled))拍动模态。基于(S/D,G/D)参数平面的流动-拍动模态相图,发现在特定参数下,RU和RC拍动模态的丝线拍动均能抑制间隙中的涡脱泻;NU和NC拍动模态的丝线拍动均不能抑制间隙中的涡脱泻;RA流动模态在放置丝线后流动模态不变。雷诺数Re越低,圆柱间距比S/D越小,丝线长度L越长,间隙中的涡脱泻越容易被抑制。当CS流动模态在放置丝线后转变为RA流动模态时,上/下游圆柱的平均阻力系数与升力均方根值显著减小,下游圆柱尾流中涡脱泻频率下降。