随着能源的勘探开发不断向深海推进，海洋工程中的流固耦合问题越来越受到人们的关注。涡激振动是海洋工程中典型的流固耦合问题，长期的涡激振动响应会导致结构的疲劳破坏从而降低结构的安全性能。近年来，相关学者提出串联浮筒TLP平台，其张力腿呈现变截面形式，但针对变截面结构的涡激振动研究较少。因此，对变截面形式结构的涡激振动响应研究具有非常重要的意义。采样器在下落过程中由于受流体力、重力及钢缆力的影响发生转动，使其在接触海床时无法垂直贯入海床，导致采样效率低下。因此为改善其运动响应，有必要对采样器进行模拟分析，进而提高其采样效率。　　首先对于涡激振动问题，本文将柱体振动简化为质量-阻尼-弹簧模型。基于CFD软件FLUENT，采用动态层铺动网格方法，结合四阶Runge-Kutta法求解结构运动控制方程，建立二维单圆柱涡激振动计算模型。从圆柱的振幅、振动轨迹及涡脱形态等方面进行分析讨论，并对比单自由度与双自由度圆柱的振动响应，分析流向运动对横向运动的影响。　　其次，由于实际工程中，立管等细长结构多以柱群的方式分布，对串列形式多柱体的研究具有非常重要的意义。本文采用重叠网格的动网格方法建立串列双柱的涡激振动计算模型，讨论分析串列双柱的涡激振动响应。从涡脱形态及振动频率等方面，对串列双柱振动效应进行讨论分析。　　再次，随着串列浮筒形式TLP平台的提出，变截面形式的结构在海洋工程中应用越来越广泛，针对变截面形式结构的涡激振动研究愈发迫切。本文在二维圆柱涡激振动计算模型的基础上，采用动态层铺法建立三维圆柱及三维变截面圆柱的涡激振动计算模型，模拟验证计算模型的准确性，并对三维变截面圆柱的涡激振动响应进行讨论分析。　　最后在二维情况下，建立海流作用下采样器下落过程的数值计算模型，考虑采样器下落过程中的竖直方向运动及转动两个自由度，对采样器下落过程中的流固耦合问题进行模拟分析。讨论分析流体力、重力及钢缆力作用下采样器的运动响应，并对比分析整流罩对采样器运动响应的影响。