有限长圆柱绕流现象广泛存在于浅海海洋工程结构、深海潜标系统以及土木建筑等工程应用中,绕流的作用会使工程结构物出现相应的动力响应,这是影响其工作可靠性与安全性的一个重要因素;同时,目前关于有限长圆柱绕流并没有形成一个具有代表性的流动模型,也没有一个针对其流动现象而提出的全面合理的解释。本文在无限长圆柱绕流的基础上对不同长径比的固定在壁面上的有限长圆柱展开研究,分析其流场速度、涡量分布与圆柱受力等情况,在全面了解其流动现象的同时,对其本质机理形成一个全面的认识。基于无限长圆柱模型探究了亚临界区内湍流模拟方法与网格分辨率对绕流计算精度的影响,发现大涡模拟法相对于雷诺平均法具有明显优势;网格划分参数中,当圆柱壁面首层网格尺寸小于0.04倍的圆柱直径时,并尽可能的增大圆柱周围的径向节点数,可以将计算误差降至很低,二维模拟的计算误差最大能达到50%以上,在计算中应避免采用。通过对比分析的方法,研究了有限长圆柱绕流的流动特性,由于圆柱自由端与固定壁面的影响,圆柱上下游的流动状况明显不同于无限长圆柱绕流。其圆柱后的回流区部分或者完全是由是由绕过自由端的流体下洗运动造成的,在圆柱前出现了“马蹄形”漩涡,圆柱后部分区域内会出现交替脱落的漩涡结构,整体上其漩涡呈“三角形”分布,而且圆柱近尾流区的涡量要大于远流场。漩涡结构的改变进一步使两种绕流模型的圆柱受力产生显著差别。研究了长径比对有限长圆柱绕流流动特性的影响,并探讨了其作用机理。不同的长径比改变了圆柱周围流体的三维流动状况,并直接影响到了自由端涡系与固定壁面涡系的相互作用强度,从而造成圆柱后不同的漩涡类型与涡量分布,也使圆柱受力产生一定规律的变化。本文的研究为圆柱绕流的分析提供了更为精确的计算模型,同时揭示了有限长圆柱绕流流动现象的本质,为进一步完善其流动模型提供了可靠的依据。本文内容对基础流体力学的研究与工程实践均具有一定的借鉴指导价值。