船舶海水管路系统是指从舷外泵取低温海水,输送到中央冷却器来冷却动力系统装置、调节压载水舱的管道,正如人体血脉一样维系船舶的“生命力”。然而极地航行时,船舶因动力装置运转、流体脉动以及破冰连续冲压撞击等因素不可避免会产生振动现象,其中低频次周期性振动能量大、传播远,会导致海水管内流场变化。此外,很多细小的硬质海冰颗粒透过滤器被吸入海水系统,形成海水-冰晶两相流动,容易引发管道冲蚀磨损现象。振动壁面与管内流场形成流固耦合,互为激励源,两相流流动特性发生变化,管道磨蚀状况愈加复杂,难以预测。可以说,振动环境下两相流磨蚀问题严重影响到海水系统使用寿命,威胁船舶安全航行,成为极地船舶设计和建造中亟需解决的关键问题之一。针对振动作用下管道内流动与磨蚀的复杂特性,本文对极地船上广泛存在的H-H(水平-水平)弯管建模,简化振动模型为正弦函数,采用Fluent欧拉-拉格朗日离散模型、湍流模型和冲蚀磨损模型,通过UDF动网格技术定义不同振动工况,重点研究振动环境下海水-冰晶两相流流动和磨蚀特性变化。主要结论如下:1)分析结果发现振动对两相流流动特性产生很大影响,明确了振动对海水系统局部流速增大、速度分布梯度变化、压力突变以及沿程流阻增大起重要的作用,且湍流动能变化规律与速度以及压力分布完全吻合。2)研究结果指出在其它条件不变的情况下,随着振动工况的增强,磨损严重区域从弯角顶部向弯角内侧以及直管段两侧过渡,最后弯角出口直管段的流动分离区磨损较为严重;管道磨损率随着频率和振幅的增加而增大,增长率先比较缓慢然后呈指数增加;H-H弯管横向振动比纵向振动在弯角处磨蚀更加严重;预测管道使用寿命随振动强度增大而递减,80Hz、1mm的寿命比静态减少7倍。3)在振动耦合作用下对多种属性进行模拟,结果表明,振动状态下管道流阻和最大磨损率均比相同初始条件下的静态管道大;使用灰色关联法分析得出IPF(含冰率)以及流速对管道沿程最大磨损率起主要作用,颗粒直径、旋转特性和流向影响较轻;极地船海水系统弯管应水平-竖直布置,流速控制在2-3m/s、IPF尽可能降低、颗粒直径在0.3mm时,管道输送性能以及使用寿命最佳。4)设计实验测得不同工况的管道流动阻力变化情况,在误差允许范围内实验数据与仿真结果变化趋势基本一致,从而验证数值模型的合理性及适用性,也为极地船海水管路设计及防护提供参考。