不同于传统的两端固定的采油立管,深海采矿立管的底部附加中间仓,呈现弱约束形式。在作业过程中易受到复杂的深海剪切流作用,产生涡激振动导致结构损伤。该文采用WKB和尾流振子结合的方法,研究深海采矿立管在剪切流作用下的振动特性,并通过与前人试验结果对比,验证本研究所采用的数值方法的准确性。结果表明:随着剪切参数的增大,立管振动的主导模态增加,底部节点振动位移呈现先减小后稳定的运动规律;随着剪切流最大流速的增加,底部自由端位移呈现先增大后减小的规律;考虑立管振动模态转换时,随着来流速度增加,立管的振幅增加,并会从立管顶部产生新的模态;深海采矿立管比传统采油立管具备更高的自由度,易激发出高阶的模态;考虑立管参数时,发现Young.s模量较大的立管会呈现更高阶的模态,随立管长径比参数的增大,振动主导频率增大,响应值降低。
