1. 研究目的与意义
近几十年，特别是近十年来，由于汽车航天等行业的高速发展,石油化工以及核动力化工产业随之有着质的飞跃，在这些化工产业中，换热设备有着举足轻重的地位，管壳式换热器由于其可靠性高、适应性广等特点，在换热器向高参数、大型化发展的今天，仍占据主要地位。管壳式换热器最主要的破坏形式源于流体诱导振动，由于换热管的流体诱导振动而引发的问题越来越受到人们的关注。
就流体诱导振动本身的产生原因来说，它包括旋涡脱落，湍流抖振、声共振和流体弹性激振这些方面。我们在设计一个高完整性的换热器的时候应当充分考虑这些振动而引起的破坏。据部分统计,在实际的工业生产中，由于这些振动而造成损坏的换热器几乎占损坏总量的30%。由此可见，振动已成为换热器损坏的重要因素之一。
传统意义上，我们一般认为流体诱发的振动是不好的，它是具有很大破坏性的，一般我们是去预防它，而不是利用它。近年来，随着国内的研究人员对流体诱发振动方面的深入研究，我们发现振动也有它利用的价值。这一研究方向具有很广阔的应用前景，虽然目前还有很多问题没有参透，还有待进一步的提高。比如，很多振动机理的理解不够透彻；振动对污垢的清除效果如何；振动在其他领域的应用。
2. 国内外研究现状分析
研究流体诱导振动可以用来解决实际中的一些问题，比较的实用。它涉及到很多很多的学科内容，比如物理学，材料力学，流体力学，弹性力学，以及动力学和声学。
目前国内对于流体诱导振动方面的研究主要分为两个方面：第一，减少由于声共振，漩涡分离湍流抖振等而带来的损伤; 第二，对于流体诱导振动给予充分的利用，变坏为好，提高利用率。下面是国内研究人员的研究情况：昆明理工大学生物与化学工程学院的胡辅明，朱孝钦，吴新明教授在论文《管壳式换热器流体诱导振动与防震》中详细介绍了流体振动的原因，现象以及防震措施，特别还介绍了最新的防震方法;贵州省化工研究院的曹向云，潘恒教授在论文《管壳式换热器的振动与防治》中对声共振方面进行了探讨并且提出了防治措施，他们认为，当换热器壳程为低密度气体时，有可能出现较强的振动以及节奏性强的噪音; 程林等教授在《流体诱导振动复合强化传热的理论分析》一文中提出了流体诱导振动强化传热的新方法并且还进行了理论分析：流体诱导的弹性管束面内和面外振动，在提高对流换热系数的同时降低污垢热阻，使传热效果显著增强。
就国外情况来说，近几十年来，对流体诱导振动方面的研究取得了可喜的进展。研究人员通过利用cfd软件对于流体振动方面的模拟，在理论方面得到了四种为人们所公认的流体诱导振动的产生机理：声共振，流体弹性激振，湍流抖振，漩涡分离。其中，pettigrew和axisa在湍流抖振的多相流动方面有着深入的研究，他们认为，通过流体力学动量方程可以确定升力和拖曳力的关系以及多相流动的动态特性。并且他们还提出了一个模型来研究这方面的内容。
3. 研究的基本内容与计划
内容：
（1）定下课题名称：换热管绕流数值模拟
（2）文献综述。阐述前人在这一方面的研究状况，指出各自的贡献，以及存在有待解决的问题。
