孙洪源，何栋梁，林海花，常 爽，于福临

(1. 山东交通学院 船舶与轮机工程学院，山东 威海 264209；2. 中国海洋大学 工程学院，山东 青岛 266100)

0 引 言

随着海洋浮式结构的广泛应用，Spar 海洋平台、Spar 型浮式风电基础等所包含的立柱式结构，在一定流速下发生涡激振动的现象。为了区别，将这种长径比比较低、漂浮于水面的刚性结构物的涡激振动现象称为涡激运动。涡激运动涉及诸多科目，如流体力学、计算流体力学、振动学、结构力学和统计学等[1]。

海洋结构物涡激运动（Vortex induced motion，VIM）这一热点问题越来越受到深海工程技术人员和研究人员的关注，它是典型钝体绕流中升力和拖曳力所导致的直接后果[2]。目前国际上已有一些学者对涡激运动进行了研究，其中包含对海洋平台等结构物进行涡激运动集体预报等[3-5]。深水Spar 平 台、浮筒等均具有特殊的深吃水立柱式结构，当水流经过时，圆柱体后方发生周期性涡旋分离，致使结构受到沿流向的拖曳力以及垂直于流向的升力[6]。

本文重点研究的是低质量比圆柱与浮式圆柱涡激运动特性之间的关系。将运动系统简化为质量（m）-弹簧（k）-阻尼（ζ）系统，分析浮式圆柱运动的控制方程并通过4 阶Runge-Kutta 法离散，得到一段时间内步长的速度和位移。通过软件的自定义功能编程并嵌入到Fluent 软件中，可以实现圆柱体的运动以及流场的更新，流场更新后再次反作用于圆柱，实现圆柱与流体的流固耦合。这已成为安全性及运动性能评估方面必须考虑的重要原因[7]。……