姜 振，赵 林

（中国海洋大学 工程学院，山东 青岛 266100）

海洋立管是连接顶部浮式平台和海底设施的海洋工程装备，在海洋油气资源开采中具有重要作用。柔性立管由于其多层复合材料和金属材料螺旋缠绕构成的结构特性，在保证展向抗拉能力的同时，其弯曲性能、抗疲劳和耐腐蚀等特性远优于刚性立管[1]，能够更好地适用于恶劣海洋环境，因此近些年来得到广泛应用。其中非金属柔性立管作为一种典型的粘结性柔性管，基于热粘合缠绕工艺使得内部各层之间相互粘结固定，能够避免出现非粘结性柔性管的层间滑移现象，因此往往具有更好的耐疲劳性能。在潮流作用下，立管两侧将会形成交替脱落的漩涡，从而引起立管上产生周期性脉动拖曳力和升力，导致立管在顺流向（In-line，IL）及横流向（Cross-flow, CF）上产生周期性振动，这种现象称为涡激振动（Vortex-Induced Vibration，VIV）[2]。当漩涡脱落频率接近立管的自振频率时将会发生“锁定”现象，加剧立管的疲劳破坏。

由于自然海况的复杂性，柔性立管涡激振动的动力响应问题一直是海洋工程领域研究的热点，众多学者对其进行了大量的模型试验以及数值分析工作。数值模拟多结合计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）[3-4]以及经验模型方法[5-8]。模型试验作为验证研究和探索立管VIV响应规律的重要手段，能够与数值模拟结果相互印证从而提高预测VIV的准确性。但受成本和环境条件的限制，目前国内外模型试验工作主要集中于室内大比尺模型试验……