在海洋油气开采中,海底管道能进行极其方便的油气远距离运输,并能适应海洋的极端环境,因此海底管道是长距离运输油气资源最为经济有效的方法。我国的海底管道是在近30年发展起来的,油气管道的建设随着海洋石油资源勘探技术的不断提高而得到了长足的发展。30多年来我国在渤海、东海以及南海区域内铺设的海底管道已达到数千公里长度。海底管道作为海洋石油工程系统的一个重要组成部分,与其他的海洋工程结构相同,都会被各种复杂的海洋环境因素影响。这些不确定因素易使海底管道产生裸露、悬跨等安全隐患。近年来,随着极端天气引发地质灾害数量的增多,浊流导致海底管道失效的案例增加,浊流成为了近年来海洋油气管道工程中的热点问题。研究浊流对海底管道的冲击作用有着重要的意义。本文在总结了国内外海底管道受浊流作用下受力情况的研究成果基础上,采用计算流体动力学(CFD)法建立放置在海床表面的海底管道模型,对浊流冲击海底管道进行数值模拟,主要研究内容和成果如下:(1)基于流体力学基础理论,讨论了流体的不同流体力学特性,选出了适合本文工况的浊流流态与流变模型;(2)建立海底管道模型,通过对浊流以不同角度冲击管道的数值模拟,得出管道的法向与轴向阻力系数的大小,并将本文的模拟结果与Zakeri的物理实验与数值计算的结果相比较,对本文模型的可靠性进行验证;(3)将本文数值模型的敏感性参数分为两大类,从浊流参数与管道参数两方面来研究海底管道的阻力系数;对不同参数的敏感性强弱进行分析;拟合出不同浊流冲击角度下,管道的法向与轴向阻力系数的计算公式;(4)采用CFD-土力学综合分析方法,计算出土力学方法中的海底管道在受浊流冲击作用下的法向与轴向承载力系数的大小,拟合土力学方法下法向与轴向阻力的计算表达式;(5)将CFD-土力学综合分析方法运用到海底悬跨管道的工况中,分别得出CFD与土力学方法中轴向、法向阻力系数与阻力的预测公式,为海底管道的工程设计提供参考。