随着海洋油气资源开发逐渐向深海领域挺进,浮式油气生产平台由于具有适应水深范围广、抗风浪能力强、方便转移、可长期系泊、可重复利用及投资省、见效快等显著优点,正得到越来越广泛的应用。然而,由于浮式平台毕竟是浮在海面上的,动力稳定性较差。在风、浪、流等海洋环境载荷的共同作用下,将产生升沉、纵荡、横荡、纵摇、横摇和平摇等多自由度运动,进而引起安装在平台甲板上的油气分离设备尤其是卧式三相分离器内油水相的大幅晃荡,会严重干扰甚至破坏正常的分离进程、引发液位控制困难等问题。因此,研究在多自由度耦合激励作用下浮式平台上广泛使用的卧式三相分离器内油水相的晃荡规律,找到合理有效的晃荡抑制方法,是其设计/改造时必须解决的问题,具有重要的理论和工程应用价值。对此,本文开展了以下几方面的研究工作:（1）基于势流理论,建立了贮液容器内液体晃荡固有频率的有限元分析模型。利用该模型对分离器内液相晃荡固有频率的影响因素及其变化规律进行了研究,提出了提高液相晃荡固有频率以避开共振频带的途径和方法。结果表明:减小分离器长径比或增大液位高度,可提高分离器内液相的一阶晃荡固有频率,使其远离外界激励频率,有利于避免共振模态。（2）通过推导分离器贴体坐标系下的N-S方程,得到了在任意自由度耦合激励作用下分离器内流体质点受到的附加加速度,并在ANSYS-FLUENT软件平台上给出了反映该附加加速度的动量源项及其动态加载方法,建立了基于VOF多相流模型的适用于任意自由度耦合激励作用下分离器内液相晃荡的数值分析模型,并结合资料数据对模型的可靠性进行了验证。（3）对多自由度耦合激励作用下浮式平台用卧式三相分离器内油水相的晃荡位移响应特性进行了模拟研究,结果表明:①在外界激励频率ω介于0.8ω1～1.2ω1（ω1为液相一阶晃荡固有频率）之间时,液相将产生共振引发大幅晃荡。因此在对分离器进行结构和操作参数设计时,应尽可能使其液相一阶晃荡固有频率ω1>1.25ω;②在非共振状态下,液相最大晃荡位移与外界激励振幅基本呈线性递增关系;但在共振状态下,液相最大晃荡位移与外界激励振幅呈现非线性快速递增关系;③在分离器受到的升沉、纵荡、横荡、纵摇、横摇和平摇等多自由度耦合激励中,各单自由度激励之间的耦合效应并不一致。但总的来说,宜根据浮式平台晃动特性施加多自由度耦合激励的方式进行分析,以获得更为可靠的分离器内液相晃荡响应。（4）采用数值分析方法,探寻了分离器放置位置、长径比、气液界面高度、油水界面高度等因素对晃荡响应的影响规律。结果表明:①气液界面最大晃荡位移与分离器距浮式平台旋转中心的距离为线性递增关系,在对浮式平台进行总平面布置设计时,应尽可能将分离器布置在靠近浮式平台旋转中心的位置;②当长径比L/D≤3时,最大晃荡位移增加率相对较小,且随着分离器长径比L/D的增大,一阶晃荡固有频率也将随之降低,因此浮式平台用卧式三相分离器的长径比宜控制在L/D≤3;③气液界面最大晃荡位移与气液界面初始高度H为线性递减关系,在满足气相分离质量的前提下,应尽可能增大气液界面高度;④气液界面最大晃荡位移对水相油相初始高度比变化不敏感,而油水界面最大晃荡位移则与水相油相初始高度比为线性递增关系,在满足从水层中实现分油、分气的工艺要求前提下,应尽可能降低水层高度。（5）建立了模拟多孔折流板阻尼效应的多孔介质简化模型,并通过与实体模型计算结果相比较的方式对简化模型准确性进行了验证,再利用该模型对多孔折流板的阻晃特性进行了研究。结果表明:在开孔面积比Af/Ap≤0.4时,阻晃效率可达到50%以上,而随着开孔面积比的增大,其阻晃效果则越来越差,且阻晃效率与开孔面积比近似为线性反比关系;开孔面积比Af/Ap=0.2、0.4、0.6、0.8的多孔折流板阻晃效率分别在折流板间距l≥12 m、8 m、4 m、4 m时快速下降,因此开孔面积比Af/Ap=0.2的多孔折流板放置间距宜为l≤12 m,Af/Ap=0.4的多孔折流板放置间距宜为l≤8 m,Af/Ap=0.6和0.8的多孔折流板放置间距宜为l≤4 m。（6）从纵向实体隔板的放置数量和隔板高度两个方面对纵向实体隔板的阻晃特性进行了研究。分析表明,浮式平台用卧式三相分离器不宜采用纵向实体隔板来抑制液相晃荡。