康 庄， 张 橙， 付 森， 徐 祥

(哈尔滨工程大学 深海工程技术研究中心，哈尔滨 150001)

涡激振动现象广泛存在于许多工程领域中，例如海洋油气勘探中的立管、桥梁悬索、天线等[1]。当一定流速的流体绕过柱形结构物时，会在其后方产生周期性的泄涡现象，漩涡的不断产生和脱落会对结构产生周期性变化的升力和阻力，使其发生横流向和顺流向的涡激振动，涡激振动是结构产生疲劳损伤的重要原因之一。

对圆柱进行涡激振动进行研究是对立管等柱形结构物涡激振动分析的基础，近些年大量研究者通过开展模型试验或采用CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟以系统研究圆柱涡激振动中的诸多现象及产生机理等，如Govardhan等[2-6]等。这两种方法的研究内容较为丰富，但模型试验的成本较高，CFD数值模拟又较为复杂，特别是在高雷诺数情况下的数值模拟仍是一个难题，其目前还难以满足工程的实际需求，因此通过建立相应的数学模型并结合试验数据选取合适的经验参数来快速预报涡激振动的一些重要特性得到了广泛的关注。

Bishop等[7]最先提出了利用自激自限的Van der Pol方程来模拟涡激振动中流体对结构的升力作用。之后Hartlen等[8]对Bishop等的模型进行了改进，将结构振动的速度与Van der Pol方程进行耦合，其改进的模型是最早提出的尾流振子模型。在他们的研究基础上，Griffin等[9-11]都对尾流振子模型进行了研究并取得了一定的成果，这也使得尾流振子模型逐渐成为预报圆柱体涡激振动的最经典的模型。……