垂直振动圆柱绕流 开题报告
串列双圆柱绕流噪声数值模拟与实验研究的开题报告
串列双圆柱绕流噪声数值模拟与实验研究的开题报告题目：串列双圆柱绕流噪声数值模拟与实验研究一、选题背景随着现代工业的发展，液流传输系统、风力发电等领域中都有液流或气流穿过柱体的情况。
柱体绕流噪声是由于液流或气流穿过柱体时所产生的一种噪声。
针对这种噪声产生机制进行深入研究，有助于提高环境和健康安全，并且也是应用新技术的必要前提。
双圆柱结构被广泛应用于工程领域，在许多自然和工业气流流场中都广泛出现。
因此，研究双圆柱绕流噪声具有重要的理论和应用价值。
本文选取了串列双圆柱模型，对其绕流噪声进行数值模拟与实验研究，旨在探究串列双圆柱绕流噪声中的物理机制、声压级和频率响应等问题，为相应领域的实际应用提供科学基础。
二、研究内容和方法1. 研究内容：（1）了解绕流噪声的物理机制、特征等基础知识，掌握数值模拟和实验分析的相关技术和方法；（2）建立串列双圆柱绕流噪声数值模拟模型，并通过计算流体力学（CFD）软件进行求解，分析流场的压力分布、阻力系数；（3）搭建串列双圆柱绕流噪声实验平台，采集实验数据，分析不同流速下的绕流噪声频率响应、声压级等特性；（4）对比数值模拟结果和实验数据，分析差异原因，检验数值模拟的可靠性和准确性。
2. 研究方法：（1）数值模拟方法，采用计算流体力学软件（例如FLUENT、OpenFOAM等），对串列双圆柱绕流噪声进行数值模拟；（2）实验方法，采用声学实验仪器，通过测量、分析声学信号，获取不同流速下的串列双圆柱绕流噪声频率响应和声压级等数据；（3）数据处理方法，对数值模拟和实验数据进行处理和分析，对比分析得到结论。
三、预期成果及意义本文将建立串列双圆柱模型，利用数值模拟和实验方法，研究串列双圆柱绕流噪声的物理机制、频率响应和声压级等问题。
预期成果如下：1. 建立串列双圆柱模型，通过数值模拟分析，得出流场的压力分布和阻力系数等基本物理参数；2. 建立串列双圆柱绕流噪声实验平台，通过实验分析，得到不同流速下的绕流噪声频率响应和声压级等特性；3. 对比数值模拟结果和实验数据，分析差异原因，检验数值模拟的可靠性和准确性；4. 研究结果对于提高串列双圆柱结构的流体性能、减少噪声污染、改善工程环境，以及其他相关领域具有理论指导意义和实际应用意义。
多个附属小圆柱控制主圆柱流动的数值研究的开题报告
多个附属小圆柱控制主圆柱流动的数值研究的开题报告一、研究背景和意义圆柱流动是流体力学中重要的基础研究领域。
附属小圆柱能够干扰主流圆柱周围的流动，进而影响圆柱的阻力和波动特性。
这种流动现象在水力工程、气象学、航空航天等领域都有着广泛的应用。
目前，对于多个附属小圆柱对主圆柱流动的数值模拟研究还较为有限。
因此，对于这种流动现象的研究具有重要的理论和实际意义，可以为相关领域的工程实践提供重要的支撑。
二、研究内容和方法本研究的主要内容是多个附属小圆柱控制主圆柱流动的数值模拟研究。
本研究将基于计算流体力学方法，探究附属小圆柱数量、直径、间距等参数对主圆柱流动的影响规律，同时考虑流动速度、雷诺数等流体力学因素。
具体研究方法如下：1.建立数值模拟模型对于多个附属小圆柱控制主圆柱流动的数值模拟研究，首先需要建立数值模拟模型。
本研究采用计算流体力学方法，基于Navier-Stokes方程和Reynolds平均法，采用有限体积方法对流场进行数值模拟。
2.参数分析和数值模拟本研究将分析附属小圆柱数量、直径、间距等参数对主圆柱流动的影响规律，同时考虑流动速度、雷诺数等流体力学因素。
根据不同的参数条件设置数值模拟参数，进行数值模拟计算。
3.结果分析和验证基于数值模拟结果，本研究将进行结果分析和验证。
结合相应的理论分析，对研究结果进行定量分析和解释。
同时，对数值模拟结果进行实验数据验证，进一步验证数值模拟的可靠性和准确性。
三、研究预期成果本研究将通过数值模拟方法，探究多个附属小圆柱控制主圆柱流动的规律和机理。
研究成果有望深入揭示附属小圆柱对主圆柱流动的影响机理，为相关领域的工程实践提供重要的理论和实践指导。
本研究的研究预期成果如下：1.揭示附属小圆柱对主圆柱流动的影响规律和机理。
2.研究多个附属小圆柱数量、直径、间距等参数对主圆柱流动的影响规律。
3.提出相关领域的设计和优化建议，为相关领域的工程实践提供重要的理论和实践指导。
圆柱壳体的振动与声辐射的开题报告
圆柱壳体的振动与声辐射的开题报告一、研究背景圆柱壳体是工程结构中常用的一种形式，其广泛应用于机械、航空、航天、交通等领域。
圆柱壳体的振动和声辐射问题一直是热点研究方向，主要原因是这些问题涉及到结构的力学、声学和信号处理等多个方面。
目前，关于圆柱壳体的振动和声辐射问题已存在很多研究成果。
其中，研究的重点主要集中于圆柱壳体的振动特性和声辐射特性，以及不同材料和几何形状对振动和声辐射特性的影响等方面。
同时，还有一些研究对圆柱壳体的降噪技术进行探讨，以期能够降低圆柱壳体的声辐射。
二、研究目的本研究旨在通过理论分析和数值模拟的方式，探究圆柱壳体的振动与声辐射问题。
具体目标如下：1.研究圆柱壳体的振动特性和声辐射特性，分析其主要影响因素；2.探讨不同材料和几何形状对圆柱壳体的振动和声辐射特性的影响；3.针对圆柱壳体的振动和声辐射问题，提出相应的降噪技术，并进行实验验证。
三、研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面：1.对圆柱壳体的振动和声辐射问题进行理论分析，研究其主要影响因素，并建立相应的数学模型；2.使用有限元方法，对圆柱壳体的振动和声辐射问题进行数值模拟，并与理论分析结果进行比较和分析；3.通过实验，验证圆柱壳体的振动和声辐射特性，并验证所提出的降噪技术的有效性。
四、研究方法本研究主要采用以下几种研究方法：1.理论分析法：根据圆柱壳体的基本物理学原理，推导出其振动和声辐射的数学模型，并分析主要影响因素；2.数值模拟法：采用有限元方法，对圆柱壳体的振动和声辐射问题进行数值模拟，并分析其特性；3.实验验证法：通过实验，测量圆柱壳体的振动和声辐射数据，并验证所提出的降噪技术的有效性。
五、研究意义圆柱壳体的振动和声辐射问题是目前工程领域面临的重要研究课题，该研究对以下几个方面具有重要意义：1.深入了解圆柱壳体的振动和声辐射特性，为其优化设计和减少噪声提供科学依据；2.探究不同材料和几何形状对圆柱壳体振动和声辐射性能的影响，对工程实践具有重要意义；3.提出有效的降噪技术，能够优化圆柱壳体的声学性能，为工程实践提供技术支持。
物理课题研究开题报告
物理课题研究开题报告研究背景在当今科技时代，物理学作为一门基础学科，对人类的发展和进步起着重要的推动作用。
近年来，众多物理学界的研究成果引起了广泛的关注，例如2012年欧洲核子研究中心（CERN）发现希格斯玻色子，2017年美国科学家发现引力波，都是世界范围内的重大突破。
本次开题报告选定的研究方向是“电磁波和晶体光学中的共振效应研究”，这也是目前物理学界热门的研究领域。
研究目的研究共振效应究竟是怎样形成的，对理解光学现象和发展新的光电子技术有着重要的意义，而电磁波与晶体光学中的共振效应应用以及发展前景，具有非常重要的科学意义和实际应用价值。
本次研究的主要目的是：•探究电磁波与晶体光学中的共振效应形成原理；•研究共振效应特性及其在电磁波与晶体光学中的应用。
研究内容根据研究目的，本次课题研究将重点关注以下内容：1. 共振效应形成原理研究1.1 控制光波相位的原理光波相位对于光波干涉现象起着至关重要的作用。
在这些现象中，光波相位以及输出的光强度取决于光波与光波交汇时的动态相互作用。
因此，采用单色光或强光源时，光学干涉效应的精度会监管系统设计的匹配和干涉进程的控制。
1.2 共振效应的形成机制光波与物体相互作用时，如果光波的频率正好与物体内部一些特定的振动频率在相匹配，将会爆发共振现象，进而形成共振效应。
共振效应所产生的效应常常极为显著，例如较强的吸收、散射和静电势阱。
2. 共振效应性质研究2.1 共振角频率共振角频率在共振吸收的应用中是一个重要参数，它代表了共振的类型，可在光学吸收光谱中得到。
2.2 共振线宽及其分布共振线宽是描述共振谱线的重要参数之一，表示了光谱在其中可释放的能量。
而共振线宽的分布则对研究电磁波与晶体光学中的共振效应具有重要的意义。
3. 共振效应应用研究3.1 电磁波中共振效应应用电磁波的一个特性是其振动方向垂直于传播方向。
如果光子的振幅与其在介质中传播时固有振动模式相吻合，就会产生共振扩散，从而进一步探究电磁波与晶体光学中的共振效应应用。
流体力学Fluent报告材料——圆柱绕流
亚临界雷诺数下串列双圆柱与方柱绕流的数值模拟摘要：本文运用Fluent软件中的RNG k-ε模型对亚临界雷诺数下二维串列圆柱和方柱绕流问题进展了数值研究，通过结果比照，分析了雷诺数、柱体形状对柱体绕流阻力、升力以与涡脱频率的影响。
一般而言，Re数越大，方柱的阻力越大，圆柱体如此不然；而Re越大，两种柱体的升力均越大。
相对于圆柱，同种条件下，方柱受到的阻力要大；相反地，方柱涡脱落频率要小。
Re越大，串列柱体的Sr数越接近于单圆柱体的Sr数。
关键字：圆柱绕流、升力系数、阻力系数、斯特劳哈尔数在工程实践中，如航空、航天、航海、体育运动、风工程与地面交通等广泛的实际领域中，绕流研究在工程实际中具有重大的意义。
当流体流过圆柱时, 由于漩涡脱落，在圆柱体上产生交变作用力。
这种作用力引起柱体的振动与材料的疲劳，损坏结构，后果严重。
因此，近些年来，众多专家和学者对于圆柱绕流问题进展过细致的研究，特别是圆柱所受阻力、升力和涡脱落以与涡致振动问题。
沈立龙等[1]基于RNG k⁃ε模型，采用有限体积法研究了亚临界雷诺数下二维圆柱和方柱绕流数值模拟，得到了圆柱和方柱绕流阻力系数C d与Strouhal 数随雷诺数的变化规律。
姚熊亮等[2]采用计算流体软件CFX中LES模型计算了二维不可压缩均匀流中孤立圆柱与串列双圆柱的水动力特性。
使用非结构化网格六面体单元和有限体积法对二维N- S方程进展求解。
他们着重研究了高雷诺数时串列双圆柱在不同间距比时的压力分布、阻力、升力与Sr数随Re数的变化趋势。
费宝玲等[3]用FLUENT软件对串列圆柱绕流进展了二维模拟，他们选取间距比L/D(L 为两圆柱中心间的距离，D为圆柱直径)2、3、4共3个间距进展了数值分析。
计算均在Re = 200 的非定常条件下进展。
计算了圆柱的升阻力系数、尾涡脱落频率等描述绕流问题的主要参量，分析了不同间距对圆柱间相互作用和尾流特征的影响。
圆柱绕流的一个重要特征是流动形态取决于雷诺数。
气液两相圆柱绕流旋涡脱落特性的数值模拟的开题报告
气液两相圆柱绕流旋涡脱落特性的数值模拟的开题报告一、研究背景及意义气液两相流是指空气或气体与液体或固体在一定条件下混合成的复杂流动状态，是很多工业、环境和生物领域中重要的物理现象。
其中气液两相圆柱绕流作为气液两相流的经典问题，涉及到许多实际工程问题，如海洋工程中的海洋平台、桥梁与建筑物等结构体，空气动力学中的飞机、桥梁及通风设备等。
对于气液两相圆柱绕流问题的研究，是为了更好地认识其特性和行为，从而在实际运用中提高工程效率和性能，同时也在理论研究上具有重要的意义，实验方法已经得到广泛应用，但在某些条件下难以获得合适的数据，因此数值模拟方法成为了解决问题的有效手段。
二、研究内容及方案1.研究内容本文将探讨气液两相圆柱绕流旋涡脱落的数值模拟问题，基于计算流体力学（CFD）方法，采用多相流模型，在不同的流速和液相浓度下，建立三维数值模型，研究气液两相圆柱绕流的动态特性，以及旋涡脱落机理分析。
2.研究方案（1）数值方法本文采用计算流体动力学（CFD）数值方法研究气液两相圆柱绕流旋涡脱落问题。
通过FLUENT 软件对此问题进行数值模拟，采用在Eulerian 转换框架内的多相流模型。
其中，采用 VOF 模型描述了两相流的界面，使用 LES（大涡模拟）方法模拟气相的湍流流动。
（2）模型建立模型采用三维无穷长圆柱及其周围环境构成的区域，其直径为 D=0.1 m,长为L=1.0 m，环境为空气。
模型流入速度为 U=1.0 m/s。
模拟时间为稳态问题下的流动现象，时间步长为1.0e-4s，总时长为50s。
在模型中同时考虑气相与水相，根据实际需求，调节水相的浓度，也就是体积分数进行模拟。
（3）数值分析根据数值模拟结果对气液两相圆柱绕流旋涡脱落问题进行分析，主要分析旋涡在不同的 Reynolds 数和液相浓度下的演化与脱落规律，分析液相各种物理量随着位置、时间的变化规律等。
三、预期成果及意义1.预期成果通过本研究，可以获得气液两相圆柱绕流旋涡脱落的数值模拟结果，从而对其动态特性进行深入研究，在不同的流速和液相浓度下，建立与实验相关的数据，揭示其脱落机理，探讨气液两相圆柱绕流的核心问题。
垂直振动实验报告
一、实验目的1. 了解垂直振动的基本原理和特性。
2. 掌握测量垂直振动幅值、频率和阻尼比的方法。
3. 分析垂直振动对结构稳定性的影响。
4. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理垂直振动是指物体在垂直方向上的周期性振动。
在本实验中，我们采用简支梁模型，通过施加垂直力使梁产生振动，然后测量其振动特性。
根据牛顿第二定律，物体所受的合外力等于其质量乘以加速度。
对于垂直振动，合外力主要由弹簧力和重力组成。
设弹簧刚度为k，质量为m，重力加速度为g，则物体在垂直振动过程中的运动方程可表示为：m d²x/dt² + k x = 0其中，x为物体在垂直方向上的位移，t为时间。
根据运动方程，可以得到垂直振动的解为：x(t) = A cos(ωt + φ)其中，A为振幅，ω为角频率，φ为初相位。
振幅A与施加的垂直力F有关，可通过以下公式计算：A = F / (m ω²)频率f与角频率ω的关系为：f = ω / (2π)阻尼比ξ表示阻尼力与惯性力之比，可通过以下公式计算：ξ = c / (2 m ω)其中，c为阻尼系数。
三、实验仪器1. 简支梁：长度为L，两端固定。
2. 弹簧：刚度为k。
3. 力传感器：用于测量施加的垂直力F。
4. 位移传感器：用于测量梁的垂直位移x。
5. 数据采集器：用于采集力传感器和位移传感器的数据。
6. 计算机软件：用于数据处理和分析。
四、实验步骤1. 将简支梁固定在实验台上，确保梁的两端固定牢固。
2. 将弹簧一端固定在梁的一端，另一端连接力传感器。
3. 将位移传感器固定在梁的另一端。
4. 启动数据采集器，记录力传感器和位移传感器的数据。
5. 施加垂直力F，使梁产生振动。
6. 重复步骤4和5，记录多组数据。
五、实验数据及处理1. 根据力传感器和位移传感器的数据，绘制F-x曲线，确定振幅A。
2. 根据位移传感器的数据，绘制x-t曲线，确定频率f。
3. 根据F-x曲线和x-t曲线，计算阻尼比ξ。
圆柱绕流阻力实验_实验指导书
1 3.14圆柱绕流阻力实验(压强分布法)一、实验目的圆柱绕流实验是研究外流问题和形状阻力的典型实验。
通过测量圆柱表面的压强分布，认识实际流体绕圆柱流动时表面压强分布规律，并与理想流体相比较，理解形状阻力产生的原因及测量、计算方法。
二、实验原理理想流体均流对二维圆柱作无环量绕流时，圆柱表面任一点的速度分量为V r = 0, V θ= 2V ∞sin θ(1)式中V ∞为来流速度。
圆柱表面任一点的压强p i 与来流压强p ∞的关系满足伯努利方程p V 2 pV 2 i +θ=∞+∞ (2)ρg 2gρg2g式中ρ为流体密度。
以压强系数C P 表达流体压强的分布C =p i -p ∞ =1-4sin 2θ (3)P1ρ 22V ∞由于压强分布沿圆柱面前后对称，压强合力为零，称为达朗贝尔佯缪。
实际流体绕圆柱流动时，由于粘性得影响压强分布前后不对称；特别是当流动达到一定雷诺数后，粘性边界层在圆柱后部发生分离，形成漩涡。
从分离点开始圆柱体后部的压强大致接近分离点压强，不能恢复到前部的压强，破坏了前后压强分布的对称性，形成压差阻力F D 。
由于圆柱表面的摩擦阻力相对于压差阻力小得多，可忽略不计，阻力系数可表为C D =12πC P cos θd θ (4)2ρV ∞A 式中A 为圆柱的迎风特征面积，压强系数C P 由（3）式确定。
实验中由多管压力计分别测量p -p 和ρV 2 i∞2 ∞p i -p ∞=ρm g (h i -h ∞)(5)1 ρV 2=k ρg (h -h )(6)2 ∞m 0∞式中h i 为测点的静压水头高，h 0 来流的总压水头高，h ∞为来流的静压水头高，ρm 测压计⎰ F D =中液体密度，k 为测压系统损失修正系数。
这样（4）式中压强系数可表为C = h i -h ∞(7)k (h 0 -h ∞)测定C P 后代入(4)式求出C D ，并计算圆柱阻力F D 。
三、实验设备本实验是在多功能实验台上进行的，如下图示。
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毕业设计（论文）开题报告题目Fluent软件在垂直振动圆柱绕流中的应用专业名称飞行器设计与工程班级学号11062208学生姓名魏孔泯指导教师何国毅填表日期2015 年 4 月 3 日一、选题的依据及意义：钝体绕流是流体力学的经典研究课题之一。
所谓钝体是指这样一些物体，他们的绕流会在大部分物面发生分离。
钝物体绕流问题大量出现在实际问题中，如风工程中风对各种建筑物的绕流、海岸工程中的河水流过桥墩、海洋石油工程中的开采平台、钻杆、水下输油管道、化学工程、地面交通、航空航天等广泛领域中。
在工业设备中绕流现象更是经常发生，如各类管壳式换热器。
而且绕流也涉及流动分离、漩涡的生成和脱落，可以诱发作用在物体上纵向和横向的非定常载荷，激起结构的振动响应，即涡致振动。
有时涡致振动甚至会造成结构损毁的严重后果。
因此掌握钝体绕流的特性对工程实际和工业设备的设计非常重要。
长期以来一直是学者们的研究热点，其中尤其一圆柱绕流最为常见和重要，这不仅是因为它在工程技术中应用最广，而且研究他也是了解其他各种柱状钝体绕流的基础。
一般认为雷诺数是圆柱绕流中其决定作用的的因素，随着雷诺数的增加，粘性不可压缩流体绕圆柱的流动会呈现各种不同的流动状态，在雷诺数小时，是定常流动，当雷诺数继续增加时，圆柱后会产生一对位置固定、对称的尾涡。
当雷诺数较大时，尾流首先出现失稳并周期性振荡。
之后附着涡交替脱落，泻入尾流形成卡门涡街，随着雷诺数的增加，流动会越来越复杂，最后发展为湍流。
一般研究圆柱绕流有试验方法和数值模拟两种方法。
其中试验方法是在水洞中进行实验并获得数据。
用双色注射染料显示尾迹结构,使用激光多普勒测速仪获得速度数据。
但这种方法的使用条件比较高，所需费用也比较高。
相对而言数值模拟方法使用条件和操作过程相对简单，研究过程所发费用也相对较少，因此数值模拟方法应用比较广泛。
本文研究采用Fluent软件，分别用多种流动模型在不同的雷诺数下对圆柱绕流进行数值模拟，计算得到升阻力系数、分离点位置等结果，并对实验结果进行比较。
二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：1、钝体绕流的研究钝体绕流的研究已经有相当长的历史。
早在1879年，Strouhal研究弦线在空气中振动发声时，发现其频率只与弦线的直径和速度有关，为一常数，称之为斯特劳哈尔数(St数)，也可用折合频率k表示。
一年后，Rayleigh在观察风吹琴弦振动时，注意到弦的振动不是沿着风向，而主要发生在与风垂直的方向。
1908年，Benard观察并研究了圆柱体尾迹中的周期性和旋涡脱落现象。
1912年冯·卡门系统研究了涡街的形成和稳定性问题并确定了涡系动量与尾流阻力之间的关系，成为钝体绕流研究的一个重要里程碑。
近年来，由于海洋工程、航空工程和工业空气动力学的实际需要，钝体绕流再次引起了人们极大的兴趣。
但是，由钝体尾迹是随着旋涡脱落的复杂分离运动，对于我们来说，许多流动现象和其根本的物理机制仍未得到透彻的认识。
众所周知，圆柱绕流是一种复杂的流动现象，它基本上是由三种现象组成的，边界层流动、分离的自由剪切层流动和尾迹流动。
在多年来的研究过程中，国内外的研究取得了进展，主要可以用三个标志性研究成果来代表：(1)1912年，冯·卡门第一个系统研究了圆柱尾流涡街的形成和稳定性问题，并确定了涡系动量与尾流阻力之间的关系，成为钝体绕流研究的一个重要里程碑；(2)1954年，Roshko运用实验方法，第一个发现了圆柱绕流存在转捩区，确定其尾流在低雷诺数和中等雷诺数之间存在三个不同的发展阶段：线性流动阶段，转捩阶段和不规则的湍动阶段。
(3)1992年，Williamson通过实验首先精确确定圆柱绕流三维转捩的雷诺数发生范围180．260。
并在圆柱近壁区发现流向涡存在两种模式，它们都与三维转捩有关。
关于绕流流动中的三个经典研究成果，国内外已有大量的学者进行了研究。
Karman涡街的存在是圆柱尾迹流动的主要特征。
早在1912年，冯．卡门就对这个物理现象进行了论述。
在研究过程中，不仅发现了稳定的涡街，而且建立了涡街结构和作用在圆柱上阻力之间的关系。
以后大量的工作开始致力于揭示圆柱绕流的物理特征的奥秘(Kovasznay 1949。
Rosenhead 1953，Wille 1960，1966)。
1954年，Roshko运用实验方法，发现了圆柱绕流存在转捩区，尾流速度波动存在明显的不规则性。
而且流场从低雷诺数到中等雷诺数，圆柱尾流存在三个不同的发展阶段：线性流动阶段，转捩阶段和不规则的湍动阶段。
随后，又有大量研究(Berger&Willel972，Oertell990，和Coutanceau&Defaye 1991，Blevins1990)刻画描述这三个不同发展阶段的物理特征(St数，升力和阻力系数，背压系数，尾迹分离点，表面剪切压力，回流区长度和尾流速度值等)。
但是，上述研究部是建立在二维研究基础上，忽略了三维作用效果。
到80年代后期，科学家们开始将研究转向圆柱尾流湍流三维转捩的方向上(Williamson 1988a,b，Eisenlohr&Eckelmann 1989)。
1992年，Williamson通过实验发现圆柱尾涡脱落现象，并在近壁区精确发现流向涡存在两种模式，它们都与三维转捩有关，发生的雷诺数在180--260。
该项成果是圆柱尾迹研究史上另一个里程碑，从此大量的实验和数值计算进行了揭示圆柱尾迹三维转捩机理的研究(Kamiadakis&Triantafylloy 1992，Braza 1994，Dusek,Le&Fraunie 1994)。
Williamson(1996)的文章对近年来这方面的工作有较完整的归纳总结。
1955年，Taneda在玻璃水槽中进行了圆柱尾涡的测量试验。
1966年，Gerrard对尾迹中的涡脱落和涡街形成机制给出了一种物理描述，并认为造成涡脱落的决定性因素是物体后部的二个分离剪切层的相互作用(剪切层相互作用模式)。
目前，对卡门涡街形成的物理机制有不同方面的研究，有些学者从涡层相互作用的方面做了很多研究。
吴介之等(1993)研究了低Re数下圆柱尾涡对称结构发生变化的动力学过程。
Williamson(1996)总结了有关圆柱尾迹的涡动力学研究成果，指出以圆柱为代表的钝体绕流为代表具有复杂的现象，他们常常涉及到三个剪切层，也是边界层、分离自由剪切层和尾迹的相互作用。
如图1所示图1圆柱绕流中剪切层示意图，摘自Williamson(1996) Coutancea等人(1988)则采用二次涡振荡模式对圆柱尾涡形成的过程进行了解释。
Perry 等人(1982)则用圆柱尾流中瞬时流线和染色线的拓扑性质来分析涡街的形成过程。
Triantafgllou等(1986)，Monkewitz(1988)，Oertel(1990)认为涡街的形成来自近尾流区尾迹发展的绝对不稳定性。
这些研究角度各异的研究都有助于加深对涡街的物理机制的认识。
2、数值模拟方法的研究经过了几十年的发展，CFD 出现了多种数值解法，这些方法之间的主要区别在于对于控制方程的离散格式。
根据离散的原理不同，CFD的三个主要方法为：1）有限差分法(Finite Difference Method，FDM)；2）有限元法(Finite Element Method，FEM)；3）有限体积法(Finite Volume Method，FVM)；有限差分法是应用最早、最经典的CFD 方法，它将求解域划分为差分网格，用有限个网格节点代替连续的求解域，然后将偏微分方程的导数用差商代替，推导出含有离散点上有限个未知数的差分方程组。
求出差分方程组的解，就是微分方程定解问题的数值近似解。
它是一种直接将微分问题变为代数问题的近似数值解法。
这种方法发展较早，比较成熟，较多地用于求解双曲型和抛物型问题。
有限元法是20世纪80年代开始应用的一种数值解法，它吸收了有限差分法中离散处理的内核，又采用了变分计算中选择逼近函数对区域进行积分的合理方法。
有限元法基本求解过程是把计算区域划分为有限个互不重叠的单元，在每个单元内选择一些合适的节点作为求解的函数的插值点。
将微分方程中的变量写成由各个变量或其导数的节点值与所选的插值函数组成的线性表达式，将微分方程进行离散求解。
有限元法对结构的求解具有很强的适应性，可以解决很多实际的工程问题。
有限体积法是将计算区域划分为一系列控制体积，将待解微分方程对每一个控制体积积分得出离散方程。
有限体积法的关键是在导出离散方程的过程中，需要对界面上的被求函数本身及其导数的分布做出某种形式的假定。
用有限体积法导出的离散方程可以保证具有守恒特性，而且离散方程系数物理意义明确，计算量相对较小。
有限体积法利用控制体积分使离散方程的守恒性得到自然满足这一优势使得该方法得到了广泛应用。
随着计算方法迅速发展以及计算机内存的改善，越来越多的研究者开始趋向于通过CFD 的方法来研究圆柱涡激振动问题。
Mittal & Tezduyar (1992)采用有限元法对290< Re<360的流场中圆柱横向涡激振动进行数值计算，观察到了迟滞和锁定现象。
Blackbur等(1993,1996)对低雷诺数下圆柱涡激振动的数值计算研究了圆柱振动响应和受力变化，并且分析了质量比和阻尼对振动响应幅值变化的影响。
Newman & Karniadakis(1995)则采用贴体坐标方法对低雷诺数下弹性索绕流进行二维及三维直接数值模拟。
Zhou 等(1999)采用离散涡方法计算了圆柱在均匀来流情况下的单自由度和双自由度下的动态响应, 并研究了阻尼和质量比对响应值的影响，认为质量比对圆柱涡激振动响应有重要影响。
Guilmineau&Quentey (2001)对低质量比弹性支撑刚性圆柱在雷诺数900<Re<15000的流场中的横向涡激振动进行计算。
计算结果表明圆柱涡激振动响应与初始条件相关，当圆柱从静止或是速度减小情况下仅能够得到涡激振动的下端分支，流体速度不断增大的情况下，能够得到与实验值相当的最大振幅，但上端分支与实验结果不能很好的吻合。
Williamson&Govardhan (2004)对众多研究人员对低雷诺数层流圆柱的涡激振动数据进行整理，表明在锁定区域的低速段存在迟滞循环，同时也表明了在低雷诺数层流泻涡中的横向涡激振动的最大振幅要远小于高雷诺数下的最大振幅值。
Singh & Mittal(2005)研究了低雷诺数下折合速度与雷诺数对圆柱涡激振动响应的影响。
在他们的计算中发现：当Re < 300时，圆柱尾流中的泻涡为2S 模态；当Re > 300时，尾流中出现了P+S 形式的泻涡，这是第一次在自激振动中发现P+S 形式的泻涡。