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全球的海流能源丰富,但流速普遍偏低(<1.5m/s)。传统的海流能利用装置(如水下涡轮机和水下风车)的起动流速较高(>2.0m/s),对广泛分布的低流速海流适应性较差。近年来,一种低流速海流能的高效利用装置——VIVACE(Vortex Induced Vibration Aquatic Clean Energy)逐步得到学术界和工业界的重视,其应用前景广阔。对于VIVACE阵列海流能发电来说,更大的圆柱振幅和更快的振动速度意味着更多的振动机械能,即更高的能量利用率。更宽的振动响应流速区间则表示能被VIVACE利用的海流流速范围也更广泛,即更好的海流适应性。本文以VIVACE阵列海流能利用为工程背景,针对圆柱群流致振动的热点问题开展了数值模拟和机理分析研究。本文对串列圆柱流致振动的流固耦合问题采用以下方法进行求解。采用不可压缩粘性流体的N-S方程作为流体运动的控制方程,对时间和空间均采用二阶格式进行离散,利用共轭梯度法迭代求解压力泊松方程得到压强值;物体运动控制方程采用牛顿第二定律,采用具有二阶精度的时间离散格式进行求解;应用嵌入式迭代浸入边界法处理流固耦合问题,流固耦合边界条件通过在浸入边界点上施加附加体积力实现。本文对低雷诺数条件下(Re=100),不可压缩粘性流体中两个串列刚性圆柱(质量比m*=2.0)在不同间距下(圆柱间距比分别为L/D=2.0、3.0、4.0、5.0)的流致振动进行了数值模拟。数值模拟所涉及的工况为:1)上游圆柱固定,下游圆柱弹性支撑,可做横流向振动;2)上、下游圆柱均为弹性支撑,可做横流向振动。对以上工况开展了数值模拟,得到了上、下游圆柱的位移、升阻力的时程曲线,以及各无量纲运动特征参数(斯特劳哈尔数、升阻力系数、圆柱振幅)随折合流速的变化曲线,并对比分析了不同间距比对各个参量的影响。着重分析了多个典型工况下,串列圆柱流致振动中两圆柱间的相互作用,以及圆柱的尾涡模式及效应,并与上游圆柱固定下游圆柱振动的工况进行了比较。本文研究发现了下游圆柱具有三种形态的尾涡模式,并归纳了上、下游圆柱间旋涡作用方式与两圆柱振动形式的关系;从圆柱所受升力着手,并结合尾流模式,对串列双圆柱流致振动的各现象进行机理解释。