顾洪禄，郭海燕，刘 震

(中国海洋大学工程学院，山东 青岛 266100)

近年来，钢悬链线立管由于具有良好的技术优势和商业前景，在深海油气行业得到了广泛的应用，并逐渐成为深海油气开发首选立管形式[1]。在各种形式的钢悬链线立管中，陡波形立管通过在中间管段设置一定数量的浮块形成拱弯段大幅度降低了顶部悬挂点的有效张力，进一步提高立管服役期间的疲劳寿命。除此之外，陡波形立管具有陡峭的构型，立管触地段与海底夹角接近90°，因此可以有效避免海床管线稳定性问题，特别适用于管内流体密度发生变化的立管[2]。

立管在运行期间会受到海流的影响，一定流速的海流会引起立管两侧产生交替的漩涡脱落，立管在漩涡脱落作用下产生周期性的振动，称之为涡激振动[3]。涡激振动会导致立管疲劳损伤，当涡脱频率接近立管固有频率时会发生“锁定”现象，此时立管振动将会控制漩涡脱落并会伴随有更强烈的振动和更大的振幅，这将会加剧立管的疲劳损伤[4]。立管的疲劳破坏会导致严重的油气泄漏以及大范围的海洋环境污染，因此对于深海立管涡激振动导致的疲劳损伤问题进行深入研究具有重要意义。

关于立管的涡激振动疲劳损伤，国内外学者进行了大量的研究：Baarholm等[5]通过分析观察Hanøytangen试验，发现顺流向的振幅较小但频率较高，顺流向与横流向对于立管的疲劳损伤几乎相同；Sun等[6]利用虚拟激励法对深水立管在剪切流作用下的涡激振动响应进行了数值研究，对立管的涡激振动疲劳寿命进行了分析研究；……