金 川，曹家瑞，李孙伟，陈 凯，俞国军

（1.清华大学深圳国际研究生院，广东 深圳 518055；2.宁波东方电缆股份有限公司，浙江 宁波315801）

深水动态脐带缆是深海油气开发系统的关键结构，被称为海洋油气生产系统的“神经生命线”［1］，其内部单元主要包括电缆单元、光缆单元、化学药剂管等功能单元以及聚合物保护层和填充物等结构单元［2］。其中，电缆单元主要为水下生产系统提供电力，光缆单元主要起到传输数据的作用，而化学药剂管是传输化学药剂的通道［3］。动态脐带缆作为连接水上生产系统与水下设备的细长柔性结构物，在运行期间始终受到海洋荷载的作用［4］。特别是海流的作用下，脐带缆两侧会形成交替的漩涡，漩涡脱落则会引起脐带缆结构产生周期性的振动，这种现象被称为涡激振动，是造成动态脐带缆疲劳的主要原因之一［5］。现有研究脐带缆涡激振动响应的方法主要有试验方法、计算流体动力学方法以及经验模型方法。

在经验模型中，尾流振子模型是最为典型的，因其能够很好地预测圆柱体的涡激振动而被广泛运用。首次建立尾流振子模型的学者是Bishop 和Hasson［6］，紧接着Hartlen 和Currie［7］将改进的Van Der Pol 方程与结构的振动方程联合求解，用于预测立管的振动。此后，国内外学者对尾流振子模型开展了大量的研究，提出了不同的尾流振子方程和耦合项［8-10］。目前，最常用的模型是将结构的方程与Facchinetti 等［8］提出的尾流振子方程耦合起来。而有研究表明［11-13］：结构方程中的阻尼项会对尾流振子模型的预测准确性造成影响。……