苏云龙，杨建民，吕海宁，彭 涛

(上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海 200240)

自20 世纪90年代以来，Spar 平台凭借其优良的运动性能和稳性在深水油气开采中得到了广泛的应用。然而伴随着Spar 平台的发展，涡激运动(VIM)问题长期困扰着工程界。当平台主体遭遇一定流速的海流作用时，由于粘性和逆压作用，将在平台附近产生流动分离，并在平台后方形成周期性的旋涡脱落，当旋涡脱落频率与平台的固有频率接近时将产生较大幅度的涡激运动。涡激运动会导致系泊系统及立管系统所受张力增加，使得系泊系统和立管系统疲劳寿命降低。

目前，针对常规的单立柱式Spar 平台涡激运动的研究主要以试验研究为主，Roddier 等［1］针对Truss Spar 平台的硬舱分别采用三种缩尺比模型进行试验，研究发现:对于模型有侧板的情况，雷诺数范围处于亚临界区或是超临界区对试验结果影响不大。Finnigan 等［2］研究发现:剪切流和均匀流中的平台的涡激运动特性没有显著区别;波与流同向时，平台的涡激运动会被抑制;而波与流垂直或有一定夹角时，平台涡激运动响应幅值小于平台在单独流与单独波作用下的响应幅值之和，但某些情况会大于单独流作用时的响应幅值。

除了模型试验外，近年来也有不少学者采用计算流体动力学(CFD)的方法对单立柱式Spar 平台的涡激运动进行研究。Thiagarajan 等［3］模拟了三维圆柱无侧板和有侧板情况下涡激运动响应的对比;Oakley 和Constantinides［4］模拟了Truss Spar 硬舱部分仅有侧板和有侧板及锚链、管系等附属物的情况下涡激运动响应的对比，并与相应的模型试验结果进行了比较;WANG 等［5］对一Cell-Truss Spar 平台进行了数值模拟，并与相应的试验结果进行了对比。……