深海石油开采关键依托海面大型石油钻井平台,立管是连接海面平台与海底井口的通道。立管既要承受自重和顶张力这些静载荷,又要承受海流引起的涡激振动等动载荷。近些年随着海洋开采逐步向深海发展,立管的长细比迅速增长,更易激发出高阶模态的振动。涡激振动造成的疲劳损伤常会导致结构失效,甚至会导致重大事故的发生。因此,深海立管涡激振动已经成为海洋工程的重大课题。实际海况中,立管顶端的浮式平台常处于风、波、流之中,其会带动立管顶部在水中往复运动,从而形成立管和水之间的相对振荡流,这对立管的涡激振动有不小影响。目前关于平台运动下立管涡激振动的研究仍不多。本工作使用计算流体动力学方法和计算结构动力学方法研究平台水平运动下立管涡激振动。本研究中使用切片法减少流场计算量,在每个切片上结合SST k-ω湍流模型求解雷诺平均纳维–斯托克斯方程,并使用小位移伯努利–欧拉梁对立管进行有限元建模以求解振动。求解过程中使用支座激励来模拟平台的水平运动,即对立管的顶部施加强迫简谐运动。本文首先研究了振荡流中柔性圆柱涡激振动,横流向振动数值结果和试验吻合较好,从而验证了课题组自主开发的求解器viv-FOAM-SJTU模拟振荡流中涡激振动问题的有效性,并观察到了顺流向振动中的三种成分:低频振荡,立管转向时的一阶固有频率振动以及泻涡引起的二阶固有频率振动。随后本文对平台单一方向运动时立管涡激振动进行了数值计算,观察到了“X”,“II”,“O”三种轨线。其中竖直立管仅受到顶端激励,而水平圆柱两端激励,两者可等效为振荡流中的剪切流和均匀流。顶端激励下可在顺流向振动的高阶模态权重中观察到低阶振荡,这正是由于等效的振荡剪切流的剪切率造成的。本文对平台两个方向运动时立管涡激振动进行了计算,包含“∞”型和抛物线型两种平台运动形式。最后研究了顶端平台运动和来流共同作用下立管的涡激振动。有来流情况,由于顺流过程中相对流速较小,诱发的振动幅值较小,而逆流过程中相对流速较大,诱发的振动幅值较大,整体相比于无来流情况,振动幅值的波动周期翻倍。