门式起重机作为一种大型物料搬运工具,多处于易受到大风侵袭的工作场所,如港口、货运站场和近岸海域等,并且其正呈现出高大化、轻量化的发展趋势,对于风载荷的变化愈发敏感,因此对于起重机结构风致振动研究具有较高的工程意义。而涡激振动是门式起重机门架结构在来流风作用下发生风致振动的一种普遍形式,同时也是起重机结构产生疲劳破坏的重要影响因素之一,故本文采用Fluent软件的UDF模块对高质量比圆柱、方柱、矩形柱和串列方柱进行二维单自由度横向涡激振动数值模拟。首先,对圆柱、方柱和矩形柱进行绕流数值模拟,得到结构在不同雷诺数下的阻力系数、升力系数均方根和斯特劳哈数等计算结果并与他人实验结果和数值模拟结果进行对比分析,验证结果的准确性和使用有限体积法模拟钝体扰流问题的可行性。结果表明:圆柱的气动力系数具有很高的雷诺相关性,而方柱和矩形柱为带尖角的钝体结构,其边界层分离点确定,其气动力系数的雷诺相关性较低。其次,参照门式起重机建立高质量比方柱、圆柱和矩形柱进行二维单自由度横向涡激振动数值模拟,通过对比结构振幅、频率比以及锁定区风速,对其在风致涡激振动方面的抗风性能进行评估,解释了在门式起重机设计过程中应参考工作场所风速情况,尽量规避锁定区出现,即共振现象的发生。然后对流场特征进行分析,阐述三种结构的涡脱形式。最后,对不同间距比下的串列方柱进行绕流数值模拟,根据其计算结果和流场特征将不同间距的串列结构大致分为三种模式。然后参照起重机建立不同模式下的高质量比串列方柱模型并进行单自由度涡激振动数值模拟并将其振幅、频率比以及流场特征进行对比。结果表明,三种模式下串列方柱涡激振动响应存在很大差异,在起重机设计过程中应考虑不同模式下串列结构的抗风性能,选择合适间距比的串列结构。本文对高质量比结构的单自由度横向涡激振动进行了较为全面的研究,以期为门式起重机抗风减载设计提供参考。