涡激振动是工程中常见的现象,其本质是复杂的流固耦合问题,深入认识其规律及机理不仅具有科学意义,而且可为相关工程结构物的载荷计算及运动分析提供依据。针对涡激振动研究者们已开展了大量的实验和数值研究,并取得了逐步深入的认识。流动分离、水动力周期性响应、圆柱运动响应以及尾流模式等是涡激振动中受关注的重要问题,其中尾流模式与圆柱运动响应分支之间有着密切联系。随约化速度增大,运动响应出现锁定区域是涡激振动中的重要现象。由于涡激振动问题的复杂性,目前的认识尚不足,仍须深入研究。本文建立了涡激振动数值模型,与实验结果的对比表明模型合理、可靠。以数值模型为基础,针对涡激振动（单频）圆柱和锁定区域内双频振动圆柱,研究了其速度环量及水动力响应的特征及机理。关于涡激（单频）振动的主要结论如下:1)绕圆柱的速度环量的时空分布呈规律的条带分布,对应不同响应分支,振动圆柱的环量极值略有差异;2)随来流速度增大,振动圆柱的环量向外传播速度增大,固定圆柱与之变化一致,且二者的环量变化频率均增大;3)无量纲化速度环量的EOF分解结果中,前两个模态总贡献率高达97%,且二者均为时间分布的第一主频,二者对应的空间分布曲线与空间点环量时间曲线在幅值和相位上高度相关;4)尾流模式对环量时空分布有显著影响,2S和2P两种尾流模式对应的环量时空分布不同。关于锁定区域双频强迫振动的主要结论如下:1)圆柱运动会出现稳定的拍现象时,且升力系数随时间呈现稳定、衰减和突增三段;2)稳定段的升阻系数与涡激振动的结果在幅值、频率和相位上均相同,突增段长度和幅值均随双频间频率差变化,该段升力分解结果中,涡激力的频率约为有势力的1.5倍;3)速度环量时空分布仍为交替条带式,条带长度与升力系数幅值变化同步;4)EOF分解的时间分布频率的前两个模态占88%,对应的空间模态曲线中,第1模态体现空间分布总体变化趋势,第2模态体现相位变化趋势;5)五组频率差中绝对值相同的组别,其对应的水动力系数和速度环量分布的幅值结果均一致;6)随频率差值的减小,稳定段的升力和速度环量分布无明显变化,突增段的速度环量分布与升力变化相同,其幅值增大,且突增段变宽。