在油气储运工程中,油气集输介质多为油气水多相流体,由于传输压力瞬变或开关阀门等动作,导致管道内压力激增引发管道破裂的油气水多相流水击事故时有发生,危及生命财产安全。如何有效的解决油气水多相流水击问题,还需进行深入研究。论文梳理分析了国内外的研究文献,并就油气水多相流水击问题进行了深入研究。首先,对油气水多相流水击产生的相关问题进行了理论分析,主要包括油气水多相流水击问题的产生、危害及影响因素;油气水多相流水击过程中立管内流体的运动状态;油气水多相流水击引起的海洋立管耦合振动响应;油气水多相流水击防护装置-泄压阀的工作原理及压力精度的影响因素。其次,在多相流体力学理论、结构力学理论、动力学理论、计算流体力学理论的基础上,对以上分析的问题进行数值模拟,构建了油气水多相流耦合水击模型、含气率变化气液两相流水击模型、油包水或水包油状态下的水击模型、阀芯运动力学模型、管道系统耦合振动有限元模型。然后,结合特征线法、矢通量分解法、Galerkin法对构建的数学模型进行求解,并将水击模型应用到氮气式水击泄压阀的压力精度设定与立管结构动力响应分析中。最后,为验证提出的数学模型是否符合实际应用,论文设计并模拟了油气水三相流立管耦合振动响应实验、油气水多相流水击泄放模拟实验、油气水多相流水击过程模拟实验,并根据实验结果与模拟结果进行科学分析,研究发现油气水多相流水击问题中水击波速和水击压强呈现周期性变化,水击引起的海洋立管耦合振动响应中立管底部位移,立管底部压强与水击波速与水击压强的变化周期一致。由于时间关系,在折算气速和相间速度差对水击波速和水击压强的影响、立管系统外部作用力与内部作用力二者共同对立管系统耦合振动的影响等方面还未进行更多的探讨,这也将会是后期研究的方向。