李 勇，王卫强，王国富，陈 松，于小哲

（辽宁石油化工大学， 辽宁 抚顺 113001）

水下天然气管道泄漏扩散数值模拟

李 勇，王卫强，王国富，陈 松，于小哲

（辽宁石油化工大学， 辽宁 抚顺 113001）

目前，对于水下天然气管道泄漏的研究相对较少，泄漏气体的扩散规律尚不明确，这给事故发生后的应急处理带来了很大的困难。建立水下管道泄漏二维模型，采用 VOF多相流模型，通过模拟软件对不同水流速度下的天然气泄漏扩散过程进行数值模拟。结果显示：泄漏初期，气团聚集成球状，由于中部气团上升速度较快，气团变为月牙状，随后分裂为许多小气团四处飞散，随着水流速度的增加，泄漏气体浓度降低的更快，气团向右侧偏移距离增大。该研究对事故发生以后的危险区域划定有意义。

VOF模型；天然气；泄漏扩散；水下管道

随着经济的发展，天然气的需求量不断增长，我国加大对海洋油气资源的开采，大量的水下管道被敷设。然而，海底管道容易受到电化学腐蚀、第三方破坏、疲劳失效等因素的影响发生泄漏［1］。

目前，对于管线泄漏的研究主要集中于陆地管道［2-4］。这类数值模拟通常选用组分输运模型，主要考察风速对泄漏气体扩散的影响。对于水下的管线泄漏问题研究相对较少。文闯［5］等利用VOF多相流模型对海底天然气管道泄漏过程进行模拟，并通过实验验证所建立模型的准确性。景海泳［6］等通过VOF模型和DPM模型耦合的方式模拟了泄漏气体气泡的扩散分布规律。以上研究都是平静的水下环境中的泄漏扩散过程，并未考虑水流速度的影响。……