本發(fā)明涉及海洋工程，特別是一種深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)油氣資源的需求，我國(guó)海洋油氣資源開發(fā)逐漸由淺海發(fā)展到深海領(lǐng)域。作為深海油氣田開發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，海洋立管連接了海底管道(或水下井口)和海上浮式裝置，是深海油氣生產(chǎn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，也是連接水上、水下的唯一通道。與固定在平臺(tái)(如導(dǎo)管架平臺(tái))樁腿上的淺水立管相比，由于深遠(yuǎn)海環(huán)境及氣候的復(fù)雜性，深水立管可能長(zhǎng)期遭受浮體周期性運(yùn)動(dòng)和惡劣海洋環(huán)境作用而導(dǎo)致的強(qiáng)度、疲勞等技術(shù)問(wèn)題。其中，渦激振動(dòng)是深海油氣開發(fā)工程中最具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題之一，被認(rèn)為是立管結(jié)構(gòu)疲勞破壞的一個(gè)主要因素。在洋流的作用下，立管會(huì)發(fā)生由圓柱體兩側(cè)交替泄渦的渦激振動(dòng)，從而增大立管疲勞損傷，導(dǎo)致潛在的人員安全、財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境污染等問(wèn)題。由此可見，準(zhǔn)確分析與預(yù)報(bào)深海立管渦激振動(dòng)響應(yīng)是保障深海油氣田開發(fā)系統(tǒng)生產(chǎn)安全、延長(zhǎng)生命周期的關(guān)鍵技術(shù)。

2、從應(yīng)用層面講：目前針對(duì)海洋立管渦激振動(dòng)特性的研究，多集中于垂直(或近似垂直)的頂部緊張式立管。然而，為滿足不同開發(fā)需要，深水立管有著各式各樣的結(jié)構(gòu)形式。其中，懸鏈線立管在深海石油開采實(shí)際工程中被廣泛應(yīng)用，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)需補(bǔ)償頂張力需求、較好適應(yīng)浮體運(yùn)動(dòng)等特點(diǎn)，已成為深水開發(fā)的首選立管形式，然而，目前關(guān)于此類立管渦激振動(dòng)分析與預(yù)報(bào)的技術(shù)相對(duì)空白。

3、從技術(shù)層面講：目前，關(guān)于深海立管渦激振動(dòng)特性的數(shù)值分析方法大致可分為計(jì)算流體力學(xué)法以及半經(jīng)驗(yàn)公式法。計(jì)算流體力學(xué)(cfd)模型主要是對(duì)n-s方程求解，采用平均雷諾數(shù)n-s法(rans)、分離漩渦法(des)、大渦模擬法(les)、直接數(shù)值模擬(dns)等進(jìn)行圓柱體渦激振動(dòng)分析。雖然基于機(jī)理模型計(jì)算立管渦激振動(dòng)響應(yīng)可捕捉泄渦過(guò)程、渦流結(jié)構(gòu)、尾流渦街等細(xì)致的流場(chǎng)信息，但由于海洋立管軸向尺寸巨大(深水立管達(dá)103米級(jí))，此方法計(jì)算成本極高、效率低，難以滿足工程需求。相比之下，半經(jīng)驗(yàn)公式法大多基于非線性尾流振子描述立管-流場(chǎng)的流固耦合響應(yīng)系統(tǒng)，通過(guò)采用經(jīng)驗(yàn)性的或?qū)嶒?yàn)的水動(dòng)力系數(shù)模擬系統(tǒng)的振動(dòng)特性，可以較快速地預(yù)報(bào)深水立管渦激振動(dòng)響應(yīng)，且預(yù)報(bào)結(jié)果較可靠，已在工程領(lǐng)域應(yīng)用中得到認(rèn)可。然而，此方法大多應(yīng)用于較為簡(jiǎn)單的頂部緊張式立管，而很少應(yīng)用到深海油氣開采常用的懸鏈線立管。由此可見，目前缺乏一種適用于深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)快速預(yù)報(bào)的模型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的深海立管渦激振動(dòng)特性的數(shù)值分析方法多應(yīng)用于較為簡(jiǎn)單的頂部緊張式立管而缺乏一種適用于懸鏈線立管渦激振動(dòng)快速預(yù)報(bào)的模型的問(wèn)題，提出一種深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)測(cè)方法，通過(guò)構(gòu)建懸鏈線立管三維振動(dòng)方程以及三維水動(dòng)力激勵(lì)力模型，并通過(guò)二階精度有限差分法對(duì)結(jié)構(gòu)空間節(jié)點(diǎn)離散得到特定結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)常微分方程組和尾流振子常微分方程組，以及通過(guò)四階龍格庫(kù)塔法對(duì)時(shí)間積分并對(duì)全局空間節(jié)點(diǎn)求解，能夠較高效地獲取立管三維渦激振動(dòng)響應(yīng)，計(jì)算資源要求低，求解過(guò)程簡(jiǎn)單高效，工程適用性強(qiáng)。本發(fā)明還涉及一種深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)測(cè)系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括下述步驟：

4、懸鏈線立管三維振動(dòng)方程構(gòu)建步驟，將具有特定長(zhǎng)度的柔性圓柱體狀的深水懸鏈線立管作為模型，在x-y-z笛卡爾全局坐標(biāo)系中，柔性圓柱體在x-y平面內(nèi)成懸鏈線結(jié)構(gòu)形式，并采用鉸接邊界條件固定懸鏈線立管兩端，假設(shè)均勻流垂直于懸鏈線立管所在平面，分別導(dǎo)致x、y、z方向互為耦合的渦激振動(dòng)響應(yīng)；獲取包括彎曲剛度和拉壓剛度的懸鏈線立管結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)參數(shù)，根據(jù)歐拉伯努利梁理論，構(gòu)建包括已獲取的彎曲剛度和拉壓剛度的懸鏈線立管結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)參數(shù)、未知的尾流場(chǎng)作用下引起的單位長(zhǎng)度的三維水動(dòng)力激勵(lì)力以及未知的相對(duì)于懸鏈線立管初始靜止?fàn)顟B(tài)的x、y、z方向的振動(dòng)位移的懸鏈線立管三維振動(dòng)方程；

5、三維水動(dòng)力激勵(lì)力模型構(gòu)建步驟，根據(jù)獲取的洋流速度參數(shù)以及基于未知的振動(dòng)位移的管體運(yùn)動(dòng)速度共同構(gòu)建管體與洋流之間的相對(duì)速度表達(dá)式，再將所述相對(duì)速度表達(dá)式結(jié)合無(wú)量綱尾流變量描述的振蕩升力系數(shù)和振蕩阻力系數(shù)分別構(gòu)建升力表達(dá)式和阻力表達(dá)式，根據(jù)升力和阻力分別在橫流方向和順流方向的投影映射關(guān)系得到橫流順流兩個(gè)方向上水動(dòng)力激勵(lì)力表達(dá)式，并采用包含無(wú)量綱尾流變量和管體運(yùn)動(dòng)速度的滿足尾流振子的非線性特性的范德波爾方程作為尾流振子方程，進(jìn)而綜合構(gòu)建三維水動(dòng)力激勵(lì)力模型；

6、離散結(jié)構(gòu)及尾流振子方程變形步驟，沿懸鏈線長(zhǎng)度方向劃分為若干段，計(jì)算空間步長(zhǎng)，并基于所述空間步長(zhǎng)通過(guò)二階精度有限差分法對(duì)結(jié)構(gòu)空間節(jié)點(diǎn)離散，同時(shí)結(jié)合懸鏈線立管三維振動(dòng)方程，得到等號(hào)一側(cè)為基于振動(dòng)位移的時(shí)間二階導(dǎo)項(xiàng)且等號(hào)另一側(cè)包括三維水動(dòng)力激勵(lì)力和振動(dòng)位移的結(jié)構(gòu)常微分方程組，同時(shí)將尾流振子方程也整理變形為等號(hào)一側(cè)為基于無(wú)量綱尾流變量的時(shí)間二階導(dǎo)項(xiàng)且等號(hào)另一側(cè)包括三維水動(dòng)力激勵(lì)力和振動(dòng)位移的尾流振子常微分方程組；

7、全局空間節(jié)點(diǎn)求解步驟，通過(guò)四階龍格庫(kù)塔法對(duì)未來(lái)時(shí)間積分再利用三維水動(dòng)力激勵(lì)力模型分別計(jì)算所述結(jié)構(gòu)常微分方程組和尾流振子常微分方程組，并對(duì)全局空間節(jié)點(diǎn)計(jì)算求解，得到懸鏈線立管全局空間節(jié)點(diǎn)在未來(lái)時(shí)間的x、y、z方向的振動(dòng)位移，以實(shí)現(xiàn)深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)測(cè)。

8、優(yōu)選地，所述懸鏈線立管三維振動(dòng)方程構(gòu)建步驟中，構(gòu)建的懸鏈線立管三維振動(dòng)方程還包括基于頂點(diǎn)水平張力分量和懸鏈線傾角計(jì)算的由重力、浮力和張力共同作用下的有效張力，以及利用懸鏈線靜態(tài)方程計(jì)算的懸鏈線幾何相關(guān)斜率和懸鏈線幾何相關(guān)曲率。

9、優(yōu)選地，所述懸鏈線立管三維振動(dòng)方程構(gòu)建步驟中，利用的懸鏈線靜態(tài)方程包括與均鉸接邊界條件相關(guān)的第一參量和第二參量，所述第一參量是位于懸鏈線靜態(tài)方程的雙曲余弦函數(shù)內(nèi)部的增加項(xiàng)，所述第一參量包括基于懸鏈線單位長(zhǎng)度有效重力、懸鏈線上端點(diǎn)到下端點(diǎn)的水平距離、懸鏈線上端點(diǎn)到下端點(diǎn)的垂直距離的反雙曲正弦函數(shù)，所述第二參量是位于懸鏈線靜態(tài)方程的雙曲余弦函數(shù)外部的另一增加項(xiàng)，所述第二參量包括第一參量的雙曲余弦函數(shù)。

10、優(yōu)選地，所述三維水動(dòng)力激勵(lì)力模型構(gòu)建步驟中，所述無(wú)量綱尾流變量包括在x方向的第一無(wú)量綱尾流變量、在y方向的第二無(wú)量綱尾流變量和在z方向的第三無(wú)量綱尾流變量，基于第一無(wú)量綱尾流變量和第二無(wú)量綱尾流變量描述振蕩升力系數(shù)，基于第三無(wú)量綱尾流變量描述振蕩阻力系數(shù)，基于相對(duì)速度和振蕩升力系數(shù)構(gòu)建升力表達(dá)式，基于相對(duì)速度、振蕩阻力系數(shù)和平均拖拽力系數(shù)構(gòu)建阻力表達(dá)式。

11、優(yōu)選地，所述全局空間節(jié)點(diǎn)求解步驟中，將未來(lái)時(shí)間的總時(shí)長(zhǎng)劃分計(jì)算時(shí)間節(jié)點(diǎn)，先求解初始時(shí)刻下懸鏈線立管全局空間節(jié)點(diǎn)的x、y、z方向的振動(dòng)位移，再對(duì)不同時(shí)間處進(jìn)行計(jì)算，得到時(shí)空變換的全局空間節(jié)點(diǎn)在未來(lái)時(shí)間的x、y、z方向的振動(dòng)位移。

12、優(yōu)選地，所述全局空間節(jié)點(diǎn)求解步驟中，在得到懸鏈線立管全局空間節(jié)點(diǎn)在未來(lái)時(shí)間的x、y、z方向的振動(dòng)位移后，再基于振動(dòng)位移計(jì)算三維渦激振動(dòng)響應(yīng)幅度以及通過(guò)快速傅里葉變換計(jì)算頻率特性，實(shí)現(xiàn)深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)測(cè)。

13、一種深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的懸鏈線立管三維振動(dòng)方程構(gòu)建模塊、三維水動(dòng)力激勵(lì)力模型構(gòu)建模塊、離散結(jié)構(gòu)及尾流振子方程變形模塊和全局空間節(jié)點(diǎn)求解模塊，所述懸鏈線立管三維振動(dòng)方程構(gòu)建模塊還與所述離散結(jié)構(gòu)及尾流振子方程變形模塊相連，所述三維水動(dòng)力激勵(lì)力模型構(gòu)建模塊還與所述全局空間節(jié)點(diǎn)求解模塊相連；

14、所述懸鏈線立管三維振動(dòng)方程構(gòu)建模塊，將具有特定長(zhǎng)度的柔性圓柱體狀的深水懸鏈線立管作為模型，在x-y-z笛卡爾全局坐標(biāo)系中，柔性圓柱體在x-y平面內(nèi)成懸鏈線結(jié)構(gòu)形式，并采用鉸接邊界條件固定懸鏈線立管兩端，假設(shè)均勻流垂直于懸鏈線立管所在平面，分別導(dǎo)致x、y、z方向互為耦合的渦激振動(dòng)響應(yīng)；獲取包括彎曲剛度和拉壓剛度的懸鏈線立管結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)參數(shù)，根據(jù)歐拉伯努利梁理論，構(gòu)建包括已獲取的彎曲剛度和拉壓剛度的懸鏈線立管結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)參數(shù)、未知的尾流場(chǎng)作用下引起的單位長(zhǎng)度的三維水動(dòng)力激勵(lì)力以及未知的相對(duì)于懸鏈線立管初始靜止?fàn)顟B(tài)的x、y、z方向的振動(dòng)位移的懸鏈線立管三維振動(dòng)方程；

15、所述三維水動(dòng)力激勵(lì)力模型構(gòu)建模塊，根據(jù)獲取的洋流速度參數(shù)以及基于未知的振動(dòng)位移的管體運(yùn)動(dòng)速度共同構(gòu)建管體與洋流之間相對(duì)速度表達(dá)式，再將所述相對(duì)速度表達(dá)式結(jié)合無(wú)量綱尾流變量描述的振蕩升力系數(shù)和振蕩阻力系數(shù)分別構(gòu)建升力表達(dá)式和阻力表達(dá)式，根據(jù)升力和阻力分別在橫流方向和順流方向的投影映射關(guān)系得到橫流順流兩個(gè)方向上水動(dòng)力激勵(lì)力表達(dá)式，并采用包含無(wú)量綱尾流變量和管體運(yùn)動(dòng)速度的滿足尾流振子的非線性特性的范德波爾方程作為尾流振子方程，進(jìn)而綜合構(gòu)建三維水動(dòng)力激勵(lì)力模型；

16、所述離散結(jié)構(gòu)及尾流振子方程變形模塊，沿懸鏈線長(zhǎng)度方向劃分為若干段，計(jì)算空間步長(zhǎng)，并基于所述空間步長(zhǎng)通過(guò)二階精度有限差分法對(duì)結(jié)構(gòu)空間節(jié)點(diǎn)離散，同時(shí)結(jié)合懸鏈線立管三維振動(dòng)方程，得到等號(hào)一側(cè)為基于振動(dòng)位移的時(shí)間二階導(dǎo)項(xiàng)且等號(hào)另一側(cè)包括三維水動(dòng)力激勵(lì)力和振動(dòng)位移的結(jié)構(gòu)常微分方程組，同時(shí)將尾流振子方程也整理變形為等號(hào)一側(cè)為基于無(wú)量綱尾流變量的時(shí)間二階導(dǎo)項(xiàng)且等號(hào)另一側(cè)包括三維水動(dòng)力激勵(lì)力和振動(dòng)位移的尾流振子常微分方程組；

17、所述全局空間節(jié)點(diǎn)求解模塊，通過(guò)四階龍格庫(kù)塔法對(duì)未來(lái)時(shí)間積分再利用三維水動(dòng)力激勵(lì)力模型分別計(jì)算所述結(jié)構(gòu)常微分方程組和尾流振子常微分方程組，并對(duì)全局空間節(jié)點(diǎn)計(jì)算求解，得到懸鏈線立管全局空間節(jié)點(diǎn)在未來(lái)時(shí)間的x、y、z方向的振動(dòng)位移，以實(shí)現(xiàn)深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)測(cè)。

18、優(yōu)選地，所述懸鏈線立管三維振動(dòng)方程構(gòu)建模塊中，構(gòu)建的懸鏈線立管三維振動(dòng)方程還包括基于頂點(diǎn)水平張力分量和懸鏈線傾角計(jì)算的由重力、浮力和張力共同作用下的有效張力，以及利用懸鏈線靜態(tài)方程計(jì)算的懸鏈線幾何相關(guān)斜率和懸鏈線幾何相關(guān)曲率；所述懸鏈線靜態(tài)方程包括與均鉸接邊界條件相關(guān)的第一參量和第二參量，所述第一參量是位于懸鏈線靜態(tài)方程的雙曲余弦函數(shù)內(nèi)部的增加項(xiàng)，第一參量包括基于懸鏈線單位長(zhǎng)度有效重力、懸鏈線上端點(diǎn)到下端點(diǎn)的水平距離、懸鏈線上端點(diǎn)到下端點(diǎn)的垂直距離的反雙曲正弦函數(shù)，所述第二參量是位于懸鏈線靜態(tài)方程的雙曲余弦函數(shù)外部的另一增加項(xiàng)，第二參量包括第一參量的雙曲余弦函數(shù)。

19、優(yōu)選地，所述三維水動(dòng)力激勵(lì)力模型構(gòu)建模塊中，所述無(wú)量綱尾流變量包括在x方向的第一無(wú)量綱尾流變量、在y方向的第二無(wú)量綱尾流變量和在z方向的第三無(wú)量綱尾流變量，基于第一無(wú)量綱尾流變量和第二無(wú)量綱尾流變量描述振蕩升力系數(shù)，基于第三無(wú)量綱尾流變量描述振蕩阻力系數(shù)，基于相對(duì)速度和振蕩升力系數(shù)構(gòu)建升力表達(dá)式，基于相對(duì)速度、振蕩阻力系數(shù)和平均拖拽力系數(shù)構(gòu)建阻力表達(dá)式。

20、優(yōu)選地，所述全局空間節(jié)點(diǎn)求解模塊中，在得到懸鏈線立管全局空間節(jié)點(diǎn)在未來(lái)時(shí)間的x、y、z方向的振動(dòng)位移后，再基于振動(dòng)位移計(jì)算三維渦激振動(dòng)響應(yīng)幅度以及通過(guò)快速傅里葉變換計(jì)算頻率特性，實(shí)現(xiàn)深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)測(cè)。

21、本發(fā)明的技術(shù)效果如下：

22、本發(fā)明涉及一種深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)測(cè)方法，先針對(duì)柔性懸鏈線管體，獲取懸鏈線立管結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)參數(shù)，尤其包括彎曲剛度ei和拉壓剛度ea，根據(jù)歐拉伯努利梁理論，構(gòu)建特定的懸鏈線立管三維振動(dòng)方程，該懸鏈線立管三維振動(dòng)方程包括已獲取的彎曲剛度ei和拉壓剛度ea等懸鏈線立管結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)參數(shù)，還包括未知的尾流場(chǎng)作用下引起的單位長(zhǎng)度的三維水動(dòng)力激勵(lì)力fx、fy、fz和未知的相對(duì)于懸鏈線立管初始靜止?fàn)顟B(tài)的x、y、z方向的振動(dòng)位移u、v、w，再通過(guò)系列邏輯計(jì)算的物理表達(dá)式得到橫流順流兩個(gè)方向上水動(dòng)力激勵(lì)力fn、fb表達(dá)式，該橫流順流兩個(gè)方向上水動(dòng)力激勵(lì)力fn、fb與三維水動(dòng)力激勵(lì)力fx、fy、fz存在相對(duì)應(yīng)的關(guān)系，結(jié)合采用包含無(wú)量綱尾流變量和管體運(yùn)動(dòng)速度的滿足尾流振子的非線性特性的范德波爾方程作為尾流振子方程，來(lái)綜合構(gòu)建三維水動(dòng)力激勵(lì)力模型，再通過(guò)二階精度有限差分法對(duì)結(jié)構(gòu)空間節(jié)點(diǎn)離散，同時(shí)結(jié)合懸鏈線立管三維振動(dòng)方程，得到特定結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)常微分方程組，同時(shí)將尾流振子方程也整理變形為類似形式的尾流振子常微分方程組，進(jìn)而通過(guò)四階龍格庫(kù)塔法對(duì)時(shí)間積分再分別計(jì)算結(jié)構(gòu)常微分方程組和尾流振子常微分方程組，并對(duì)全局空間節(jié)點(diǎn)計(jì)算求解，得到懸鏈線立管全局空間節(jié)點(diǎn)的三維位移，能夠較高效地獲取立管三維渦激振動(dòng)響應(yīng)。本發(fā)明適用于柔性懸鏈線結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)報(bào)的快速預(yù)報(bào)，該方法計(jì)算簡(jiǎn)單高效、工程適用性強(qiáng)，還可較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)懸鏈線立管三維渦激振動(dòng)響應(yīng)幅度、頻率等特性，解決了現(xiàn)有的深海立管渦激振動(dòng)特性的數(shù)值分析方法多應(yīng)用于較為簡(jiǎn)單的頂部緊張式立管而缺乏一種適用于懸鏈線立管渦激振動(dòng)快速預(yù)報(bào)的模型的問(wèn)題，與傳統(tǒng)cfd方法相比，本發(fā)明深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)測(cè)方法計(jì)算資源要求低，求解過(guò)程簡(jiǎn)單高效，能快速計(jì)算三維渦激振動(dòng)響應(yīng)特性，模型拓展性高，可通過(guò)改變初始條件、邊界條件、環(huán)境變量等方式靈活應(yīng)用于多種管體結(jié)構(gòu)形式、風(fēng)浪流作用條件的海洋立管渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)報(bào)。

23、本發(fā)明還涉及一種深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)與上述的深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)測(cè)方法相對(duì)應(yīng)，可以理解為是實(shí)現(xiàn)上述深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)測(cè)方法的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置懸鏈線立管三維振動(dòng)方程構(gòu)建模塊、三維水動(dòng)力激勵(lì)力模型構(gòu)建模塊、離散結(jié)構(gòu)及尾流振子方程變形模塊和全局空間節(jié)點(diǎn)求解模塊，各模塊特定交叉連接并相互協(xié)同工作，在技術(shù)層面上構(gòu)建三維懸鏈線立管結(jié)構(gòu)(懸鏈線立管三維振動(dòng)方程)以及三維水動(dòng)力激勵(lì)力模型，并通過(guò)二階精度有限差分法對(duì)結(jié)構(gòu)空間節(jié)點(diǎn)離散，得到特定結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)常微分方程組和尾流振子常微分方程組，以及通過(guò)四階龍格庫(kù)塔法對(duì)時(shí)間積分并對(duì)全局空間節(jié)點(diǎn)求解，能夠較高效地獲取立管三維渦激振動(dòng)響應(yīng)，從應(yīng)用層面上填補(bǔ)了現(xiàn)有的深水懸鏈線立管渦激振動(dòng)分析與預(yù)報(bào)的技術(shù)的空白，工程適用性強(qiáng)，模型拓展性高，應(yīng)用靈活，實(shí)現(xiàn)柔性懸鏈線結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)報(bào)的快速預(yù)報(bào)，并提高了預(yù)測(cè)效果。