长输管道广泛应用于油气运输过程中，由于地面设备的控制变化、管道截面突变以及管道阀门启闭等造成管内流体处于非定常状态，导致管道与流体间耦合振动。强烈的振动会造成管道破裂甚至失效，引发管道安全问题，因此，研究管道流固耦合振动对管道安全运行具有重要意义。
　　管道振动是较为常见的问题，本文以长输管道为研究对象，考虑泊松效应，以一维非恒定流为基础，采用修正的水击压强和水击波速，修正了流体连续性方程，基于“经典水锤理论”理论，将固体与液体之间的相互作用考虑进来，与简化后的流体动量方程、管道运动方程及物理方程构成了改进的轴向4-方程模型。基于并在此基础上修正了管道流固耦合有限元方法，利用ANSYS Workbench软件进行了长输管道流固耦合振动仿真，讨论了流场特性和管道结构场特性，通过以上研究，得到如下结论：
　　(1)基于流固耦合有限元理论，以直管和弯管为研究对象，对管道进行流动特性计算，得到了管道中间截面YOZ面的流场分布。对于直管，计算在不同参数（流速、压力、管长、管径）下管内流场分布的结果表明：以上各参数对管内流场分布影响较小；对于弯管，计算不同参数（流速、压力）下管内流场分布的结果表明：①随流速增大时，管道固有频率值变化不大，变化范围在79Hz到728Hz；管内最大流速出现在弯管附近；最大压强出现在管道出口段及弯管附近，并且随着流速增加而增大，弯管的出口段的压力聚集现象明显降低；②随压强增大，管道固有频率增加，但增幅较小。最大流速值及其位置均不受较大影响。压力变化不会影响管道内液体的速度分布。
　　(2)基于流固耦合有限元理论，对管内流固耦合振动的结构场进行分析。计算了不同参数（壁厚、管长、管径、流速、压力）下的流固耦合振动响应。结果表明，壁厚、管长、管径、压力、速度对管道流固耦合的影响依次减小。壁厚增加，固有频率减小，形变量减小；管长增加，固有频率减小，管道变形量增加；管径增大，固有频率增加，管道变形量减小，但总体变化趋势较小；压力增大，固有频率增加；速度变化对管道的固有频率、流场分布、压强分布均无较大的影响。
　　(3)对管道进行模态分析和谐响应分析研究管道运行情况。通过模态分析发现流固耦合作用对管体会产生变形，随着阶数增加，固有频率和变形均增加。通过谐响应分析发现，要避免共振需注意X方向的位移，避免第一阶共振和第二阶共振，也可在管道施加X方向的约束，除此之外，对管道中间两侧500mm位置施加固定约束可达到很好的抗振效果。
　　以上研究结果，可为管道选型及服役条件提供参考，优化结构设计参数，优选施工方案，防止管道因振动而失效。