大尺寸的立管涡激振动三维数值模拟的代价大，计算效率低，为此，采用一种基于弹簧?质量模型的等效二维模型，通过二维数值模拟求解三维问题中管道的振幅和频率，进而对立管疲劳寿命的影响因素进行分析。二维模型中，应用弹簧?质量模型，利用胡克定律和简支梁的挠度方程对弹性系数进行推导；数值模拟中，利用ANSYS软件对流体与结构进行耦合求解，对不同海流流速、管长、壁厚条件下的立管中点的振幅和频率进行计算；基于Miner疲劳损伤累积理论和S?N曲线对立管疲劳寿命进行计算，对疲劳寿命的影响因素进行分析。分析结果表明，在2?5×104≤Re≤2?5×105范围内，随着海洋流速的增加，立管振幅和频率增大，疲劳寿命缩短；随着立管长度的增加，振幅增大，疲劳寿命缩短；随着管道壁厚增加，立管振幅减小，疲劳寿命延长。研究结果可为立管的疲劳寿命预测与抑振设计提供指导。
海洋立管 涡激振动 数值模拟 疲劳寿命 振幅 频率 疲劳损伤率