本文根据圆柱结构尾迹流场的变化规律，将具有非线性特征、交替脱落涡的近尾迹动力学模化为具有非线性阻尼、白激励白限制的振子，采用van der pol方程的形式来描述流场振子的变化。基于控制体中结构与流体之间作用力互为反作用力的机理，建立了结构与流体振子的运动变化及相互作用的关系。相应地，建立了一个新的结构运动方程和流体振子方程耦合的计算模型：流固作用力与反作用力耦合模型。应用流固作用力与反作用力耦合模型进行二维结构的涡激振动(VIV)研究，获得了结构共振的基本特征：结构振幅和升力在共振状态下突然大幅增加；结构的振动频率有跨越固有频率的突变；结构位移与升力之间的相位由同向位突变为反向位。计算结果在定性和定量上都比较好地反映了结构VIV的非线性动力响应随来流约化速度的变化规律，尤其是共振特征，证明了结构共振时振幅峰值A*max随着质量阻尼参数(m*+CA)ξ或SG数的增大而减小，符合实验和经验曲线的规律，数值上也与其接近。基于本文模型计算结果给出了A*max随(m*+CA)ξ变化关系的拟合公式。应用三维模型分别计算分析了均匀流、简谐波型流及线性剪切流三种典型来流作用下柔性结构的三维VIV问题，得到了结构振动沿展向呈现驻波、行波及混合波形的三维振动特性，以及振动波形随时间的演化规律，预计了空间点振动的时间历程。本研究结果与DNS研究以及已有的模型计算结果基本相同。三维流固作用力与反作用力耦合模型的计算结果获得了结构三维VIV响应的特点，表明其可以作为一个简单的计算模型，用来预计细长柔性结构的VIV特征。