随着油气混输管道在石油工业尤其是海洋石油工业中的广泛应用，管道系统振动导致的安全性问题受到越来越多的关注。以往研究管道流体瞬变时一般忽略管道动态响应的耦合，而侧重于不考虑流固耦合时的水击响应分析。近年来，各国学者研究发现，流体和管道之间的耦合作用对系统振动特性的影响很大，但是对海洋油气混输管道在考虑耦合效应时的振动特性研究，我国几乎还是空白。本论文正是在这一背景下展开工作，对考虑耦合效应时的多相流体管道振动特性和流体瞬态流动进行了研究，为实际管系的设计及进一步分析打下了基础。 本论文包括如下内容：1.介绍了多相流体段塞流动时的特性研究历史和最新进展，以及流体管道的流固耦合研究历史和最新进展。在此基础上，指出了进行多相流体管道流固耦合研究的必要性、重要性，提出了本论文的研究重点。 2.对段塞流动跟踪模型进行了研究，对水平管道和微倾管道中的段塞流动、立管系统中的段塞流动和清管引起的段塞流动均进行了分析，尤其对立管系统中的段塞流动模型进行了较深入的分析。3.建立了多相流体管道系统的流固耦合模型方程。该模型既适用于多相流体，也适用于单相流体；既适用于薄壁管系，亦适用于厚壁管系；研究了节点耦合、泊松耦合和摩擦耦合对系统响应的影响，并与不考虑耦合时的水击模型进行了比较，研究表明流固耦合响应对系统有明显影响，耦合作用导致压力波动的衰减。 4.研究了所建立流固耦合模型的数值解法，详细论述了采用特征线法求解该模型的思路和边界条件的处理，具体分析了影响计算稳定性和准确性的摩擦因素和插值方法，并采用特征线法计算了考虑流固耦合效应时的多相流体管道系统轴向振动效应。 5.考虑到含气率对多相流体压力波速的影响较大，本论文对现有压力波速计算公式和本论文定义的波速公式进行了比较和分析，确定了适用的压力波速计算公式，并对管道应力波速和流体压力波速比值较大时的插值方法进行了研究，发现多相流体中气体含量对压力波动有较大的影响，不同含气率的压力波动幅度相差很大，含气率高的压力波动幅度大于含气率低的压力波动幅度。 6.表观流速对动反力和静压力变化规律起着关键作用，它影响着动/静载荷的变化周期和载荷值的大小；周期阶跃的动反力通常比静压力大小低两个数量级，特定情况下可由静压力来近似冲击力，从而简化弯头处边界条件。 7.计算实例表明：摩擦对压力计算的稳定和发散有很大影响，随着摩擦力的增加，管道运动速度的幅值也随之增大，但振动频率不受影响。摩擦力越大，管道运动曲线越有规律，说明此时摩擦耦合占主要因素。不计摩擦力时，管道运动速度尤其是管道运动速度幅值与表观流速有关，表观流速越大，管道运动速度幅值越大。在实例计算结论的基础上，提出了几点工程应用的建议。