圆柱体作为工业领域常见的结构形式之一,当来流以一定的流速流经圆柱体时,会在其尾部形成交替泻放的漩涡。当圆柱体振动频率和固有频率相接近时,就会引起结构的共振,严重时甚至引起结构的破坏。因此,圆柱体涡激振动及其抑制一直是工程领域的一个研究热点。本文系统研究了低雷诺数下圆柱体双自由度涡激振动,为揭开圆柱体横向和流向运动耦合机理奠定了基础。在此基础上,研究了不同展弦比的椭圆柱体横向单自由度涡激振动,考虑上游椭圆柱体不同展弦比对下游圆柱体涡激振动的影响以及附加整流装置的圆柱体横向单自由度涡激振动,为研究圆柱体涡激振动抑制提供了新的思路。主要研究内容和结论如下:首先,对低雷诺数下圆柱体横向,流向以及双自由度涡激振动进行计算。研究内容表明:在圆柱体双自由度涡激振动中,圆柱体的流向运动并非源于拖曳力脉动值或漩涡脱落,而是由于横向和流向非线性的耦合作用产生的。交替泻放的漩涡在圆柱体的横向上形成周期性的脉动压力,进一步引起圆柱体在横向上产生位移。在系统非线性耦合作用下,引起圆柱体的流向振动。其次,对低雷诺数下不同展弦比椭圆柱体(对应三维情况下倾斜圆柱体)以及考虑上游椭圆柱体不同展弦比对下游圆柱体涡激振动特性的影响进行系统研究。在对椭圆柱体的运动响应和尾涡模式研究发现:对于展弦比较小的椭圆柱体来说,其类似于圆柱体加装了整流装置,从而使得尾流变的平缓流顺。对于展弦比较大的椭圆柱体来说,其振动幅值以及受力显著增大,同时尾流中观测到了 P+S以及2T*泻涡模式。最后,计算了附加不同顶角整流罩以及不同长度分隔板的圆柱体横向单自由度涡激振动。计算结果表明,简单的使用附加整流装置的静止圆柱体绕流计算得到的整流装置参数不足以表征整流装置对弹性支撑的圆柱体涡激振动抑制效果好坏。