海底油气管道是组成海洋石油开采系统的重要组成部分，它连接油气田与油气集输、储运系统。海底管道常常会因水流冲刷等原因产生管道悬跨，在管外流体的漩涡脱落现象作用下管道会与海水产生共振效应，即所谓的管道涡激振动，长时间的振动将会产生管材的疲劳失效和破坏。由涡激振动产生的管道失效是海底管道失效的主要原因和失效形式。因此，对海底管道涡激振动现象的研究是十分有必要的。国内外学者对海底管道的涡激振动及其疲劳寿命已经做了很多理论方面和实验方面的研究，取得了大量的成果，对管道内部流体引起的管道振动规律也取得了一些研究成果。总体来看，将海底管道内外部流体相结合起来，分析管道涡激振动和疲劳损伤的研究还不是很多。事实上，海底管道的振动除了受外流的作用也受到内部输送流体的复杂影响。本研究结合圆柱绕流的基本理论，总结和分析了管道类型、悬跨长度、管径、输送介质类型、管端约束条件等多种参数对海底管道固有频率的影响规律；综合研究了管道在不同的跨长、壁厚、外流速度等因素下其悬跨段的振动特性；同时，本文还考虑了有内部流体存在时，管道在多种参数下的振动特性。结合流固耦合计算的结果，采用DNV-RP-C203中的S-N曲线对海底管道进行疲劳分析和管道寿命计算，为海底管道的设计和安全运行提供理论依据。结果表明，管道固有频率与多种参数有关，可以通过改变参数提高结构的固有频率，进而避免管道产生严重的涡激振动；当约化速度满足3.26≤Ur≤8时，管道产生明显共振，可以通过减小跨长、增加壁厚等方法减轻振动；内流存在时，管道产生最大振幅的约化速度增大至7.96左右。存在涡激振动时管道的寿命明显减小，在设计和建造管道时应优化参数或改变管道外表面结构，尽量避免或抑制管道振动。