随着世界石油工业的发展,石油勘探开发的领域也逐步走向深海。而钻井隔水管是海洋油气资源勘探和开发必不可少的设备,其整体动力响应是影响其安全作业和操作的重要因素,因此钻井隔水管动力响应研究正逐步成为工业界和学术界的研究热点。首先,本文简要介绍了小构件、大构件波浪力的计算及基本的波谱理论和Volterra模型,并利用绕射理论和Volterra模型推导了以频域表示的一阶和二阶绕射力,为论文的展开奠定了基础。其次,本文研究了刚性立管及柔性立管在白噪激励下横向的非线性动力响应,利用Volterra非线性模型理论,将Morrison方程中的非线性项展开到二次,并利用MATLAB编程模拟了白噪激励下的非线性动力响应。最后,研究了刚性立管及柔性立管在波流作用下的非线性动力响应,在分析过程中采用了P-M谱作为输入波激励,利用Volterra模型通过MATLAB编程分别得出了等效二阶流体力作用下单自由度系统和多自由度系统(即立管)的非线性动力响应。对于单自由度系统,建立了刚性立管的简化模型,分析了不同波高、不同海流速度下的非线性动力响应;对于多自由度系统,对立管进行了单元划分,建立了简化的柔性立管模型,同时分析了不同波高、不同海流速度和不同水深下立管的非线性动力响应,成功地获得了指定单元在不同条件下的非线性动力响应。结果表明,随着流的增大、有效波高的增加,一阶响应和二阶响应也会有不同程度的增大,而随着水深的增加,主频响应先达到一个极大值后逐渐减小,低频响应则没有什么规律。本文通过利用Volterra非线性模型对立管响应进行非线性分析,为立管的设计及分析提供了一定的理论基础。