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开孔和V型悬臂梁作为两种重要的柔性梁结构,在以原子力显微镜(AFM)为代表的检测系统、微纳机械传感/执行器、能量采集器及仿生推进器中得到了广泛应用,该类复杂孔梁结构通常在粘性流体环境下实现精密检测、传感与性能表征,同时也会使得结构的流固耦合振动特性更为复杂,直接影响器件或系统的动态性能。本文针对开孔和V型悬臂梁结构的流固耦合振动特性开展了研究,通过求解二维Navier-Stokes方程得到了用于描述结构所受流体载荷的水动力函数,基于Euler-Bernoulli梁理论建立了结构的流固耦合动力学模型并在水环境下开展了实验验证。本文主要的研究内容和结论如下:(1)建立了开孔悬臂梁结构的流固耦合振动模型,通过二维CFD分析确定了水动力函数关于频率参数的表达式,结果表明,振动频率增大,开孔梁结构所受附加质量力和流体阻尼力均减小;理论分析得到了结构的频率响应特性。在水环境下开展了不同几何尺寸的开孔悬臂梁振动实验研究,验证了水动力函数表达式及流固耦合动力学模型。(2)针对V型结构截面孔宽比连续变化的几何特征,建立了粘性流体环境下V型悬臂梁结构的流固耦合动力学模型,导出了基于截面孔宽比参数的梁结构的修正水动力函数,确定了孔宽比和频率参数影响下V型悬臂梁结构的水动力函数,结果表明,截面孔宽比和频率参数的增大都将导致结构所受附加质量力和流体阻尼力的减小;开展了V型悬臂梁流固耦合振动的三维数值研究,验证了二维流场分析的合理性及修正水动力函数的准确性。(3)研究了大振幅振动时流场的非线性效应对V型悬臂梁结构所受水动力载荷的影响,引入振幅参数进一步修正了V型梁结构的水动力函数,完善了由截面孔宽比、频率及振幅参数共同确定的水动力函数修正表达式,研究发现,振动幅值对V型悬臂梁结构所受附加质量力的影响较小,而对非线性流体阻尼力的影响显著:非线性流体阻尼力随振动幅值的增大而明显增大;设计了多种不同几何尺寸的V型梁结构,开展了V型悬臂梁结构从小振幅到大振幅振动的实验研究,验证了基于截面孔宽比和振幅参数修正的流固耦合动力学模型。本文的研究结果可以为复杂孔梁结构的工程设计和商业应用提供一定的理论参考和依据。