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立管是海洋油气开发中连接海底井口与海面平台的关键部件,通常处于恶劣的海洋环境条件中,因此在波浪和海流的作用下容易发生涡激振动。随着深海油气开发的不断发展,容易引起立管疲劳破坏的涡激振动更加不可忽略。目前,国内外学者主要采用三维数值方法研究单一海洋立管的涡激振动特性,而对群式站立式立管的涡激振动特性的研究还较少见诸于文献当中。本文首先运用绕流模拟的方法对群式站立式立管的四个浮筒进行绕流模拟研究。结果表明拖曳力均值都随着入射角(来流方向和浮筒中心线连线的夹角)的增大而增大,绕流结果的拖曳力均值比公开结果的均值大20%;脉动拖曳力都随着入射角的增大而减小。因而可以认为本文的计算分析模型能够较好的模拟浮筒的涡激振动特性。在绕流计算分析模型的基础上本文对群式站立式立管浮筒进行了流固耦合分析。结果表明:绕流、流固耦合以及实验的结果对比可以发现流固耦合结果比绕流结果小,流固耦合结果和实验结果的吻合程度高。流固耦合结果表明在同一流速下随着入射角的增大拖曳力系数均值也随着增大;在同一入射角不同流速时拖曳力系数均值随着流速的增大而减小。最大拖曳力系数均值小于2,最大升力系数的均方差值小于0.9。流固耦合条件下的四浮筒和单浮筒的阻力系数的对比可知入射角0度和30度时阻力系数主要呈现为遮蔽效应,在入射角为60度和90度时阻力系数主要表现为放大效应。在入射角为0度时浮筒后方出现单一涡街呈2S泄放模式,在其他入射角情况下浮筒后方涡街泄放方式复杂,甚至只有零散的旋涡而没有形成涡街;对所有的涡街而言涡街都有向上偏移的情况。