深水资源丰富,开采难度大,对开采设备的性能要求高。立管是连接平台与井口的重要设备,而深水立管处在复杂海洋环境中且长细比大,跨度间不存在任何支撑,可能会发生参激共振和涡激共振,共振会加速立管的疲劳失效。立管一旦破坏会带来严重海洋环境污染,也会导致巨额损失。因此研究顶张力立管的动力响应具有重要的实际意义。本文研究的重点是顶张力立管在波浪、流以及浮式平台运动等复杂环境载荷及内载荷作用下的动力特性,分析影响立管系统涡激振动的因素及分析顶张力立管的动力响应,为工程设计提供理论依据。首先建立与求解立管运动控制方程。介绍了顶张力立管所受的海洋载荷及其计算方法,通过合理的假设及边界条件建立立管的简化模型。通过达朗贝尔原理,结合涡激升力及流固耦合,推导出立管的运动控制方程。经Hermit插值离散后,利用Newmark-β法进行逐步积分求解。其次研究立管固有频率的影响因素及其敏感性。根据立管运动控制方程,研究立管模态特性。利用ANSYS软件,采用控制变量法来研究立管固有频率的影响因素,如约束形式、立管长度、顶张力比等,并研究影响因素的敏感性。最后用ANSYS软件研究立管的动力响应。基于斯托克斯波浪理论来研究立管在百年一遇的极端海况下的动力响应情况。研究立管在只受顶端平台升沉激励情况下的纯参激振动,揭示了立管参激振动机理,同时分析了立管在平台升沉和波浪流共同作用下的振动特性。