余建星， 李振眠， 余 杨， 赵明仁， 崔宇朋， 赵 宇， 徐立新

(1. 天津大学 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300350；2. 天津大学 天津市港口与海洋工程重点实验室，天津 300350)

深水输液管道是海洋油气资源开发的“生命线”，在复杂外界激励作用下会发生振动变形，影响正常工作，甚至产生结构破坏和石油泄漏等灾难性后果。据统计，在全球化工行业发生的重大事故中，管道振动引起的比重高达19%[1]。因此，开展深水输液管道振动特性分析具有非常重要的现实意义。对于深水输液管道，其组成包括管道、内部原油和外部海水，内外流场的存在会对管道振动特性产生影响。另外，生产立管和深水管道系统等的设计要考虑外部水压和轴向拉力的联合作用[2-3]。以张紧式、悬链式立管为典型的生产立管总是处于两端受拉的状态[4]。海底管道在服役和检修阶段，管道发生的轴向位移和横向位移会导致轴向拉伸力增大[5]，从而使管道承受轴拉和水压联合作用。所以，开展轴力和水压作用下深水输液管道湿模态振动特性分析，具有实际工程应用价值。

国内外学者已对充液管道振动问题开展了大量的研究[6]。1950年Ashley等[7]首次提出了输液管道流固耦合的概念，对输液管道的横向振动进行了研究。Dai等[8]采用传递矩阵法研究了流体流动引起的组合力对输流直管和弯管固有频率的影响。Zhang[9]运用波传播方法将流体处理为理想声介质，研究了圆柱形输液管道的振动特性。……