线性剪切流下钢悬链式立管涡激振动响应研究

来源：振动与冲击杂志2025年第3期北京时间：

作者：马博文dr.mabowen，，常杏，，陈伟民，唐文勇

单位：1.上海船舶运输科学研究所有限公司水路交通控制全国重点实验室， 上海200135；2.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院， 上海200240

摘要：基于空间分布的尾流振子模型对细长柔性悬链线立管三维涡激振动响应特性进行数值仿真研究。数值模型考虑了立管局部倾角和流固场相对速度对水动力载荷的影响，将尾流振子与立管运动控制方程耦合，构建了悬链线立管非平面来流下的时域动力学模型，采用二阶精度有限差分法和四阶龙格库塔法求解耦合振动方程。通过将模拟结果与实验结果对比，模型的可靠性得到了一定程度上的验证；随后针对实尺度立管，比较了不同剪切度来流对立管涡激振动幅值、响应传播波形、结构振动频率、锁定区间及流固场能量传递系数的影响。数值结果表明：相比于均匀流，线性剪切流下的立管呈现更复杂的振动响应特性，随着来流剪切度升高，振动幅值逐渐减小，锁定区沿管轴方向呈现区域化特性并伴随显著的多频振动响应。<br>

关键词：悬链线立管；涡激振动；尾流振子；剪切流