在海底输油多采用油气混输,而多相流输送存在相界面效应,使得管内流动非常复杂,海底情况未知而且更加复杂则会出现严重段塞流现象,该流型会对下游设备,管道系统产生冲击和损坏。严重段塞流现象自发现以来,一直备受关注,下倾管-立管组合系统是研究段塞流的重点,在此系统上的实验及流动模拟都已比较成熟,但是对于该系统在严重段塞流下的结构响应研究甚少。严重段塞流的压力周期性对管路系统的受力,振动有很大影响。因此在流场基础上对立管系统结构进行研究是很有必要的。本文以下倾管-立管系统为研究对象,首先利用Fluent多相流模型对典型严重段塞流型I型进行模拟,以严重段塞流的实验为参考,将流场模拟结果和文献中的实验数据进行对照,验证了流场模拟的正确性。然后在流场模拟基础上,利用Ansys Mechanical软件平台进行立管结构响应计算,研究获得了如下结论。（1）本文在管系内流场压力脉动激振力作用下,对管路不同位置的节点振动位移、法向应力、剪切应力、等效应力和应变参数进行了分析,发现在组合立管的弯管处的受力最大,在立管中部,下倾管中部振动较为剧烈,但管路未出现失效情况,在弹性形变范围内。（2）进行了管路系统的模态分析,获得了管路的模态和固有频率参数值,并与已有固有频率公式进行比对,计算误差满足要求。模拟考察了管路的杨氏模量,管材密度,管路长度,壁厚以及管内气速对固有频率的影响。对流场压力脉动进行PSD功率谱分析,通过和管路的固有频率进行比较,进行了管路的共振危害性判断。（3）分析了严重段塞流流态下操作气速改变对结构响应的影响,发现气速增大,管道受力和位移都随之减小。进一步分析了不同管材,以及管路在不同约束下的结构响应的变化。发现材质密度较小时振动较剧烈,加弹性支撑和简单支撑下,可以有效减小管路振动和受力。