宿 恒，瞿叶高，*，周劭翀，周 莹，彭志科

(1. 上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240；2. 上海核工程研究设计院有限公司，上海 200233)

0 引 言

气液两相流广泛存在于核电、石油化工、海洋工程等工业领域的管道中，如饱和蒸汽管道、油气混输管道和海洋立管等[1-2]。这些管道大多为薄壁结构，气液两相流与薄壁管道之间的相互耦合作用，可引发管道流致振动，引起管道疲劳损伤甚至导致管道爆裂，酿成重大安全事故[3-4]。

气液两相流引起的管道振动包含了复杂的流固耦合机理，国内外很多学者对此问题开展了实验研究。Hara等[5]通过研究发现当段塞流峰值频率与管道自振频率比为2/3、1和2时，水平管道振动响应最为剧烈。Rodriguez等[6]通过实验研究了不同流型下水平管道的振动响应，发现其取决于流动和结构参数，如混合速度、相体积分数和流型。Thorpe等[7]通过实验研究发现，长泡状流下水平管道的振动为窄带随机振动，而弹状流和环状流下则表现为周期性振动。Hashimy等[8]研究了两端固支的柔性立管的振动响应，研究发现段塞流速是决定柔性立管振动的关键因素，振动位移随液相表观流速的增大而增大。Zhu等[9]研究了气液两相内流引起的柔性立管振动，发现气液比和气液两相流速是影响柔性立管振动的主要因素。Lannes等[10]通过研究发现，水平管道的振动加速度随两相流体积流量和含气率的增大而增大。Liu等[11]通过实验研究发现，当液相流速一定时，90°弯管的振动幅值随气相流量增加而增大，并在环状流下达到最大值；……