何建勇，高洋洋，王立忠，沃恩海，张卓先

(1. 浙江大学 海洋学院，浙江 舟山 316021； 2. 浙江省海港投资运营集团有限公司，浙江 宁波 315040)

悬链线式细长结构在深海油气悬链线立管、锚泊系统及海上风电管缆等海洋工程中广泛应用。超细长悬链线管体结构由于自重和环境荷载作用，展向曲率沿程变化，相比于竖直管体，循环往复的海流诱发变曲率管体产生涡激振动的过程更为复杂。上部平台大幅运动下会引起悬链线管体结构触底点位置不断变化，导致管体倾斜角度和曲率剧烈变化。在涡激振动与平台运动作用下极易引起悬链线管体产生疲劳破坏，导致立管油气泄漏、锚链走锚等事故发生。

目前关于管体绕流流场特性研究主要针对竖直圆柱和倾斜圆柱，开展了大量试验研究和数值模拟。研究表明圆柱流场特性主要和雷诺数密切相关，随着雷诺数的增大，圆柱尾流会从层流转变为湍流，转变过程中伴随着尾流过渡、剪切层过渡和边界层过渡，最明显的特征是不稳定性。Williamson[1-2]研究发现圆柱尾流旋涡形成区域的不稳定性导致了尾流的紊乱。该不稳定性包括小规模流向涡的形成，大规模的旋涡变形以及剪切层的不稳定。随着雷诺数的增大，旋涡脱落会呈现不连续性、斑状大尺度结构等特征，后驻点压力对尾流的不稳定性特征更为敏感[3]。Karniadakis和Triantafyllou[4]研究发现在雷诺数Re=200附近尾流特征由二维过渡为三维，随着雷诺数增大，靠近圆柱展向涡呈波浪状，下游涡结构则呈肋条状。……