流固耦合作用问题是工程中极为重要的问题。对于核反应堆堆芯、核废弃燃料 棒的储存容器、热交换器等管束结构，管束中流体与固体之间的耦合作用是影响这 类结构动力特性的重要因素，因此研究管束结构中的流固耦合作用对了解这类结构 的动力行为是十分必要的。 张若京教授提出的管束流固耦合三维均匀化模型，该模型针对管束排列均有周 期性的特点，根据渐近均匀化方法和小挠度理论，在整个管束上建立整体坐标，在 每个单胞中引入局部坐标。用两套坐标系来描述管束流固耦合系统，从而建立等效 的管束三维均匀介质模型，其中，管束的几何排列及疏密程度等作为微结构参数出 现在该模型中。 本文是在Euler梁型管束理论的基础上，通过采用Timoshenko梁模型代替Euler 梁模型来考虑剪切效应的对管束振动的影响，得到了五个含有速度势ψ，挠度wa 转角φα(α=1,2)五个未知变量的方程组。这一工作是在导师张若京教授的手稿“管 束振动的剪切效应”基础上完成的。根据哈密顿原理，在定解条件下，将微分方程 写成等价的变分方程。通过有限元离散以后，我们可以得到一个含有反对称阵的保 守陀螺系统。因为挠度w和转角ψ本文用的是各自独立的线性插值函数，所以和 Timoshenko梁单元一样，也碰到了剪切锁死问题。为了避免剪切锁死，本文参考了 Timoshenko梁单元的减缩积分方法。 本文用Matlab6.5编写了有限元程序进行数值计算。采用渐近均匀化方法可以 建立等效的管束三维均匀介质模型，由于将管束区看成均匀介质，因而划分有限元 网格比较自由，可以将多个管梁划分在一个单元内，对于单元内每根管梁的位移， 可以用插值的方法来求得，体现了均匀化方法较每根管梁“逐根分析”法的优越性 和有效性。计算表明：随着管束流体体积比增大(λ增大)，频率逐渐增大。当λ＞0.5， 管梁的频率基本保持不变，趋于单根管梁在水中的频率。计算还表明：对于细长梁， 欧拉梁计算的结果和考虑剪切的计算结果较为一致，随着梁的增粗，剪切效应的影 响增大，如果不考虑剪切的话，欧拉梁误差就明显增大了，因此对于d/h比较大的 管梁，考虑梁的剪切效应是必要的。本文计算了四根管梁的算例并与通用软件 ANSYS7.0进行了比较，结果比较一致。 关键词：管束、流固耦合作用、渐近均匀化方法、有限元法。