随着陆上油气资源的枯竭,海洋油气资源的开采势在必行。立管作为海洋油气资源开发的重要工具,在作业时遭遇海流作用会在尾流场出现交替性的旋涡脱落,致使立管受到脉动升力。当流速处于一定区间,立管泄涡频率与其固有频率之比接近于1时,立管会发生涡激振动,即较大幅值的周期性横向振动,产生疲劳破坏,缩短疲劳寿命,影响正常作业,甚至会造成泄漏或突然断裂,造成巨大的经济损失和环境污染。类似海洋立管的水下细长体结构涡激振动(VIV)的有效抑制是海洋工业面临的一个挑战。本文引入了一种改进的离散涡数值方法及模型,基于涡量-流函数方程求解新生涡强,利用随机刚性涡模型求解涡团间的诱导作用,引入修正的狄拉克核函数消除数值奇异性,应用涡团融合提高求解速度以及采用适当方法对进入物面涡团进行修正。此外,提出了求解多体绕流问题的处理方式。该方法是一种无网格方法,具有简单易行,求解速度快,在涡团集中区涡元分辨率高,可采用大时间步长计算等特点,十分适合高雷诺数下钝体绕流,立管涡激振动及平台涡激运动等二维问题的求解。本文首先利用离散涡模型求解了固定圆柱的绕流问题,通过将流体力,泄涡频率以及圆柱表面的压力分布分别与试验结果进行对比,验证了该模型在求解高雷诺数圆柱绕流问题的适用性。同时对弹性支撑圆柱的涡激振动问题进行模拟,通过对两自由度运动圆柱的模拟得到横向振动频率与泄涡频率,成功还原了圆柱涡激振动的“锁定”现象。此外,利用该模型对二维水翼的涡发放频率进行了有效预报,同样再现了弹性支持水翼纵摇运动的“锁定”,再次证明了该方法在求解高雷诺数钝体绕流问题的可行性及准确性。为了研究抑制装置对立管绕流的抑制作用,采用离散涡模型对带有整流罩的二维刚性立管绕流问题进行模拟,通过对升阻力系数,泄涡频率以及尾流场特征的分析,总结出整流罩不同尾部形式以及尾部形状角对立管绕流的流动控制效果,从而得出较优的整流罩结构型式。同时,对带有附属小圆柱的立管绕流问题进行模拟,探究了一定雷诺数区间,附属圆柱个数,直径以及边界与主体立管边界的距离对立管绕流升阻力系数的影响,从流体力控制方面得出较好的附属圆柱布置方式。