Abstract
本論文主旨在於觀察低雷諾數下的層流（Laminar flow）流場中，結構體在承受流體的沖擊後，於結構體下游流域所形成的渦漩流動、流場變化，及渦漩與結構間的相互作用、運動型態等等，並探討渦漩誘發振動(Vortex-induced vibration)現象的發生，與結構形成破壞性的振盪現象。研究中運用計算流體力學的方式，求解此類問題；以PISO數值法將質量守恆方程式與Navier-Stokes動量方程式作一相互交替運算，並與結構體的運動方程式相結合，獲得流場中結構體的位移量，使流場系統中的結構因感受到流場變化的作用力影響而自然的產生運動；並於不同流場條件下，模擬流場變化與結構間可能的運動形態，觀察渦漩流動與結構體兩者之間頻率相對變化的關係，進一步的著手分析發生Lock-in現象時的流場變化與結構振動型態。在探討自然耦合流場的結構體運動與渦漩流動現象中，成功模擬出發生Lock-in現象時的圓柱體運動形式與渦漩流動;在自然耦合的流場，圓柱體會依循8字形軌跡運動，且其運動形式會與Lock-in現象的發生與否有相當的關聯性。另外，在二維的雙圓柱層流流場現象的探討方面，以並列(side-by-side) 與前後(tandem) 的圓柱體流場排列方式下，調整圓柱間相對距離變化，觀察對圓柱本身受力與渦漩結構的形成所造成的影響、渦漩流動型態轉變，及雙圓柱流場所存在的相互干擾現象。