随着海洋油气开发深度的增加，以立管为代表的圆柱形海洋结构物广泛应用于深海石油开采系统。而圆柱体等非流线型结构在一定来流条件下会产生涡激振动，从而导致结构疲劳甚至产生破坏。因此对圆柱绕流问题以及涡激振动抑制装置的研究具有十分重要的工程实际意义。　　本文基于大涡模拟（LES）湍流模型，利用CFD软件FLUENT在时域上求解不可压缩粘性流体中的Navier-Stokes方程，通过编写UDF程序结合动网格技术模拟圆柱运动边界，主要对低雷诺数和亚临界雷诺数下静止圆柱及受迫振动圆柱绕流以及螺旋列板圆柱绕流进行数值模拟计算。压力—速度耦合方式为SIMPLE算法，压力项取二阶精度。论文的具体工作和主要研究成果如下：　　（1）从理论研究、实验研究和数值模拟研究三个方面介绍涡激振动的国内外研究现状，对涡激振动抑制措施主动控制和被动控制两个方面的文献综述进行说明，分析发现目前研究成果中的不足以及待深入研究的问题，明确本文研究方向为受迫振动圆柱绕流及其抑制装置的研究；　　（2）系统阐述二维及三维流场模型使用的基本控制方程及数值计算方法，对不同雷诺数下湍流模型的选取和动网格模型的实现方式进行全面的对比分析，确定最适合本文的湍流模型、动网格模型以及数值计算方法；　　（3）对Re=5，40，200和2×105的均匀来流下二维静止圆柱绕流进行数值模拟，研究不同雷诺数下圆柱的受力、泄涡形式及泄涡频率；对Re=200及Re=3900时三维静止圆柱绕流进行数值模拟，分析二维与三维模拟的共性与差异，揭示三维模拟中存在的三维效应及其对升、曳力系数的影响，研究发现：三维数值模拟计算得到的升、曳力系数均小于二维模拟结果且流场三维效应随着雷诺数的增加更加显著，圆柱横向振动对外流场环境变化的响应远远大于流向振动，随后通过与参考文献对比，验证本文计算模型及数值研究方法的可行性，并为之后的圆柱受迫振动数值模拟提供了一定的理论依据和可靠的初始流场。　　（4）对低雷诺数均匀流条件下的二维及三维受迫振动圆柱绕流场进行数值计算，通过改变圆柱振动的幅值和振动频率，研究不同振动幅值及振动频率下圆柱的升力和曳力系数、功率谱密度图以及尾涡结构形式，综合得到以下结论：振动频率比的变化对圆柱受力具有显著影响；揭示了亚临界雷诺数下二维受迫振动圆柱绕流尾涡结构分布规律并得到10种尾涡结构形式；亚临界雷诺数下三维圆柱受迫振动模拟的锁定范围与二维情况基本一致；受迫振动能够减弱三维效应，且这种减弱效应在振动频率一定时，随着振幅的增加而增强。　　（5）对亚临界雷诺数、低雷诺数以及高亚临界雷诺数下三维静止螺旋列板圆柱绕流进行数值模拟，通过升力系数，升力系数功率谱密度以及曳力系数时程曲线分析不同雷诺数下螺旋列板的抑制效率以及曳力系数两项指标，可知相比于光滑圆柱，附有螺旋列板圆柱的升力系数明显减小，但曳力系数却有一定增加，且随着雷诺数的增加，螺旋列板对于圆柱升力系数的降低幅度减小，对于圆柱曳力系数的升高幅度增大。