纪 健，傅晓宁，王 毅，李俊飞，纪宝强

(1.东华理工大学土木与建筑工程学院，南昌 330000；2.中国石油新疆油田分公司，克拉玛依 834000)

目前关于气液两相流声场的研究和模拟几乎空白，气液两相流管道流动的复杂性导致模拟存在很大误差。国内外关于气液两相流场与声场研究主要基于实验分析，但实验条件下能测量的参数很有限。通过数值模拟分析泄漏过程各个参数变化，补充实验在描述各流场参数方面的不足。水平管道的气液两相流的流场噪声产生原因是两相流中的气液持液率变化、湍流产生的压力脉动和速度脉动，因此分析水平管道气液两相流压力和速度变化有助于对气液两相流声场特性的掌握。

通过泄漏开启过程参数变化分析三种流型工况下泄漏过程的声波特性，即数值模拟的目的就是分析不同流型下气液两相流管道泄漏工况下的流场参数，主要包括管道发生泄漏前后，泄漏孔处压力、流速、湍流强度、涡量等流体参数变化，进而分析各流型工况下的泄漏发生时的流体发声机理。

1 模型选择、计算方法和边界条件

多相流流体控制方程和数学模型：计算流体力学软件通常采用纳维-斯托克斯方程作为控制方程对气液两相流管道进行数值模拟[1-5]，其连续性方程、动量守恒方程和能量守恒方程为

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式中：ρ为气体密度，kg/m3；u为气体速度，m/s；p为气体静压，kPa；τij为黏性应力张量；E为总能，J；qj为热通量，J/s；t为时间，s。

数值模拟软件常用湍流求解的方法很多，相关研究成熟。……