管壳式换热器广泛应用于化工、动力、医药等行业,流体诱导振动是导致其失效破坏的最主要原因。在引起管束振动的四种机理中,流体弹性不稳定性造成的振动最为严重。对于两相横向流诱导产生的管束振动,目前已有许多的研究者进行了相关的研究,但是尚未达成完全一致的结论。并且现有研究针对正方形、正三角形排列方式居多,而对于最容易发生流体弹性不稳定的转置正三角形排列方式的研究较少,因此对于转置正三角形管束振动特性的研究具有重要的意义。本文从实验研究和数值模拟两个方面对两相横向流下转置正三角形管束的流体弹性不稳定性进行了研究。首先对刚性管束中包围的单根柔性管进行了研究,分析了升力方向与阻力方向振动特性的差异。然后对节径比为1.25到1.6的转置正三角形管束进行了研究,分别分析了升力与阻力方向的振动特性差异以及管束中不同位置的振动特性差异。结果表明,对于节径比小于1.5的管束,升力方向临界流速小于阻力方向,流场入口处的管束振动更加剧烈,更容易发生流体弹性不稳定性;对于节径比大于1.5的管束,升力方向临界流速大于阻力方向,不同位置的管束基本同时发生流体弹性不稳定性。其次,建立了转置正三角形管束的双向流固耦合模型,在数值模拟中考虑固体变形对流场的影响,使数学模型与实际过程更为接近。通过该模型模拟了流体诱导管束产生的振动,获得了流场的速度分布和压力分布。将数值模拟与实验中的均方根振幅变化趋势进行了对比,同时对比了数值模拟与实验的频谱曲线峰值频率,结果表明数值模拟结果与实验数据比较吻合。通过速度流线图的分析,解释了流场的流动特征以及转置正三角形管束的振动特性。最后,对两相流下转置正三角形管束的流体弹性不稳定性进行了研究。对比了刚性管束中包围的单根柔性管与全柔性管的阻尼比,分析了振动方向、间隙流速以及气含率对阻尼比的影响。探究了节径比、气含率以及排列方式对临界流速的影响。节径比越小越容易发生流体弹性不稳定性;在相同的节径比下,转置正三角形与转置正方形均最容易发生流体弹性不稳定性,其次是正方形,正三角形最稳定。提出了两相流下转置正三角形管束的设计准则。对于转置正三角形管束,当质量阻尼参数小于1时,推荐不稳定常数为2.48,当质量阻尼参数大于1时,推荐不稳定常数为3。