漩涡脱落诱发的涡激振动是引起海洋立管、水中悬浮水道桥锚索等海洋结构物发生疲劳破坏的主要诱因之一，近年来越来越受到海洋工程界的关注。这类结构物的长度与直径比达到102到103量级，属于大长径比结构物。目前人们对此类结构物涡激振动的动力学特征还没有完全了解。结构物在横向发生共振时的动力学特性方面已经有了不少成熟的工作，但结构物发生双共振，即在横向和顺流向同时发生共振，以及发生非共振时的动力学特性还不是很清楚。已经发表的实验结果中虽已出现行波，但行波的产生规律还没有得到了解，行波和驻波对结构物安全的影响也不是很了解。本文从实验研究和数值模拟两方面入手，对以上科学问题展开研究。　　 为了研究结构物发生双共振以及非共振时的动力学特性，自主设计了可任意调节模型初始张力的实验装置。实验分为两个阶段，前后总共布置了603组实验。在实验第一阶段，通过分析和观察横向和顺流向运动之间的关系来研究双共振的动力学行为。实验结果显示发生双共振时，横向、顺流向运动之间存在稳定的相位差，且横向、顺流向位移形成的轨迹图清晰可见。实验的第二个阶段是为了研究非共振区内的动力学特性。在第二阶段，通过分析非共振区内位移、应变、频率和模态的变化来研究非共振区内的动力学特征。通过计算非共振区内多模态因子、模态位移来研究非共振区内的模态竞争情况。最后对比了非共振区内和共振区内结构物的疲劳损伤指数。结果显示，在非共振区内，模态阶数发生改变，应变主频产生阶跃，在非共振区内模态竞争非常激烈。　　 线性稳定性理论是一种定性分析动力系统特性的手段。本文建立的稳定性理论模型包括结构物模型和流体力模型，结构物模型采用欧拉-伯努利梁模型，流体力模型采用尾流振子模型。通过对无限长结构物的稳定性分析来研究其发生锁频时的动力学特性，如结构物幅值以及相位角的变化。通过对实验模型的分析，揭示出了实验结果中出现的非共振区内动力学特性，如频率阶跃及模态竞争。　　 为了能在拖曳水池宽度有限的情况下出现行波，采用了直径更小的铝管。模型长径比超过了500。为了确定实验测得振动波中行波所占的比例，给出两种确定的方法。一种是拟合模型空间振幅的参数化方法，另一种为基于希尔伯特的非参数化方法。将这两种方法应用到随流速变化的振动波中，得到了行波比随流速的变化规律。实验中观察到了低阶模态下的行波传播，这超出了已有行波判据限定的范围。通过实验数据的观察和理论分析，给出一种新的行波产生方式。　　 行波振动的数值模拟工作主要是采用改进的尾流振子模型对大长径比结构物的行波传播现象和行波色散现象进行研究。首先对尾流振子模型进行了改进，考虑了张力沿结构物轴向的改变以及流体的耗散。使用该模型对行波的传播情况进行了预测，讨论了行波传播对结构物动力学特性的影响。结果显示行波色散对结构物相位速度有显著影响。行波区的相位角有利于三阶升力的发生，导致涡激振动大部分能量集中在行波区。