水下结构所处环境复杂多变,其动力特性较空气中也更为复杂。当外界由于某种原因产生的激振力引起结构物某一个或几个谐调的共振时,结构物可能会遭受巨大破坏。为避免水下结构因振动引起的不良后果,研究水下结构与水的耦合振动问题,了解其在动态条件下的自振频率是很有必要的。本文主要研究了水下结构及悬浮隧道,以其动力特性为研究对象,介绍了论文的选题背景及课题的研究意义、水下结构考虑流固耦合效应动力分析的发展状况。通过演绎推导,以附加质量法为基础,得出了水下结构与水耦合振动自振频率的求解公式。利用有限元软件ANSYS对水下结构进行不同水位的模态分析,总结规律,得出了结论:水位对水下结构自振频率影响较大,随着水位升高,自振频率逐渐减小,15m高的圆柱体结构,满水时的自振频率比无水时(空气中)减小13%左右,其影响不可忽略。制作了3组不同尺寸的悬浮隧道模型,对其进行了有限元模拟,计算出不同水位、不同拉索形式下的自振频率;应用频谱分析法对上述3组模型进行了水下动力性能模型试验,测出了相应的自振频率。试验结果与数值计算结果吻合较好,验证了两种方法求解水下结构自振频率的合理性。研究了悬浮隧道密封舱的垂向振动自振频率随水位、拉索形式、模型尺寸的变化规律,发现水位、拉索形式、模型尺寸均对其自振频率有较大影响。随着水位升高,自振频率减小,从半水到满水状态,其减小值达20%左右,最大达50%;斜索与竖索相比,频率增大20%左右;随着模型长度增加,自振频率增大,5m模型与3m模型相比,频率增大40%左右。故在设计水下悬浮隧道时,必须考虑水、结构尺寸对其自振频率的影响,合理的选取拉索形式。本文的研究成果能对今后水下悬浮隧道的设计、计算提供一些有价值的参考和借鉴。在本文结尾对研究工作进行了总结,给出了研究中的一些有价值的结论,并指出了在进一步深入研究中有待解决和完善的问题。