随着全球能源的短缺,人们将目标转向了海洋。海洋资源丰富,随着VIVACE低速海流能利用装置的提出,基于该装置的流致振动获能研究逐渐展开,如何提高其海流能的利用效率已成为研究热点。基于此工程背景,本文采用机器学习方法——高斯过程回归与数值模拟相结合的方法研究了D截面双柱流致振动的能量利用效率,探究不同参数对能量利用效率的影响。研究参数包括迎流攻角α,折合流速Ur,间距比P/D、相对角度θ以及阻尼比ζ。此外,本文还对D截面双柱的流致振动机理进行了分析。本文的主要研究成果如下:1.柱体的流致振动响应是一个复杂的非线性过程,受到多个参数的影响。传统研究方法采用在多维度参数空间内对所有参数组合进行顺序试验的方法,研究其振动响应和受力特征,无论对于物理模型实验还是数值模拟,完成一个多参数系统的特性识别需要的工况数较多。本文结合高斯过程回归方法与数值模拟程序Cg Les＿IBM,采用Python语言开发了智能数值模拟框架（INSF）。该框架仅需在模拟开始时设定控制参数及其取值范围,即可自动、高效地开展不同柱体的流致振动数值模拟研究,无需人为干预。通过对已有结果进行高斯过程回归,将不确定性最大的点作为下一次数值模拟的工况,直到完成整个参数空间的学习。研究表明:该方法通过少量试验,即可合理预测,达到大量顺序试验的效果,显著提高了柱体流致振动的研究效率。此外,该框架可自主完成整个参数学习过程。2.迎流攻角α=0°时,D截面双柱的振动模式为涡激振动和涡振—驰振组合模式。迎流攻角α=180°时,所有工况下的振动模式均为驰振。α=0°时,对于上游D截面柱2,影响其振幅的主要因素是折合流速;而对于下游D截面柱1,影响其振幅的主要因素是相对角度。间距比和相对角度的不同,会引起不同的干涉作用。干涉作用以及上游柱体脱涡对下游柱体的作用,是振幅大小的关键影响因素。α=180°时,折合流速是振幅的主要影响因素。在其他参数相同的情况下,折合流速越大,振幅越大。此外,发现振幅大小与能量利用效率无必然联系。3.两个迎流攻角下,研究参数对D截面双柱的升阻力影响程度相同。升阻力主要受相对角度的影响。即:随着两个柱子相对位置的不同,升阻力会发生较大的变化。此外,折合流速也是重要影响因素,而间距比在多数工况下的影响较小。与振幅不同,阻尼比对升阻力的影响不再单调。另外,α=180°时的升力均方根值整体上大于α=0°。4.迎流攻角α=0°时,能量利用效率最大可以达到5.2%,而迎流攻角α=180°时,能量利用效率最大可以达到25.0%。两种攻角下,能量利用效率在90%以上的参数空间内分别集中在1%和6%附近。说明D截面双柱的能量利用效率受迎流攻角的影响显著,受其他参数组合的影响不明显。此外,对于能量利用效率较高的工况,迎流攻角一定时,阻尼比对能量利用效率的影响最为显著。在阻尼比、折合流速、间距比和相对角度组成的参数空间内,阻尼比的取值决定该空间能量利用效率的最大值,即阻尼比越大,最大能量利用效率越大。