水流经过弹性安装圆柱结构时引起的涡激振动会导致结构产生疲劳损伤,降低结构的寿命。在海洋石油平台和水下悬浮隧道等结构中,两条管道或立管会以一定的间距连接在一起,形成一个刚性连接的双管结构,由于相邻管体之间相互影响,其涡激振动响应与单圆柱有很大差别,开展水流作用下刚性连接双圆柱涡激振动响应的研究具有重大的科学意义和工程应用价值。基于有限差分法建立了求解低雷诺数圆柱绕流和涡激振动问题的数值模型,流体运动控制方程为Navier-Stokes方程,结构运动控制方程采用四阶Runge-Kutta法求解,采用虚拟边界力法处理结构物边界。应用单双圆柱绕流和涡激振动的计算结果对数值模型进行验证:（1）Re=200串列双圆柱绕流数值模拟中,计算了不同中心间距比L*时结构的升阻力系数及斯特劳哈尔数;（2）Re=200单双圆柱涡激振动的数值模拟中,计算了不同约化速度Ur时结构的响应振幅、响应频率及受力。上述算例结果与前人的数值模拟结果吻合很好。应用验证后的数值模型对Re=150,质量比m*=2,阻尼比ζ=0条件下刚性连接串列双圆柱涡激振动进行了数值模拟,分析了结构在两种间距比L*=2、4下的响应振幅、响应频率、升阻力系数及尾流场等,并将结构单自由度和双自由度涡激振动的计算结果进行了对比,约化速度的范围为Ur=0.5～10,间隔0.5。结构单自由度涡激振动的计算结果表明:（1）在Ur=4.5～6（L*=2）和Ur=7.5～8.5（L*=4）范围内,结构横流向位移历时曲线呈现出“拍”的特征;在Ur=4.5～6范围内,“拍”周期随Ur增加而增加（L*=2）;在Ur=7.5～8.5范围内,随Ur增加,“拍”周期在Ur=8时达到最大值（L*=4）。（2）在每个“拍”周期内,结构尾流中的正负涡都会发生一次合并（L*=2、4）。（3）在Ur=0.5～10范围内,结构横流向响应频率fy未与固有频率fn锁定,这点与单圆柱涡激振动在锁定区间fy/fn≈1不同（L*=2、4）。结构双自由度涡激振动与单自由度涡激振动的计算结果相比:（1）在Ur=4.5～6范围内,结构的横流向位移历时曲线同样呈现出“拍”的特征,不同的是,随Ur增加,“拍”周期在Ur=5时达到最大值（L*=2）;在Ur=5.5、6、7、8.5、9时,结构的横流向位移历时曲线呈现出“拍”的特征,发生“拍”现象的约化速度范围有所增大（L*=4）。（2）在Ur=4.5～6范围内,结构尾流中涡的形态和涡合并的周期发生变化（L*=2）;在Ur=5～6范围内,结构尾流中正负涡的脱落行为不一致,结构的运动轨迹表现为“斜椭圆”形（L*=4）;上述尾流场的变化与结构顺流向振幅在这一约化速度范围内明显增加有关（L*=2、4）。