输气管道作为一种重要的运输工具,其表面的阻力减少问题一直是相关领域关注的重要问题。肋条结构的湍流减阻技术是一种新型减阻技术,因而探究肋条结构在输气管道中的减阻效果具有重要的意义。全文采用大涡模拟(LES)方法对应用肋条结构的输气管道进行数值模拟,捕获流场的细节,分析计算结果,以探究减阻效果及其中机理。针对特大型号的管道,将其近似为平板,以空气为介质探究传统三角肋条的减阻效果。计算的验证通过光滑壁面的计算结果与理论、前人的直接数值模拟(DNS)研究结果对比,计算减阻率与前人实验减阻率对比。通过分析时均统计量和瞬时流场,提出肋条减阻的机理:肋条特有的沟槽结构限制槽内的流体向外和展向发展,使槽内保持低能量的低速稳定流动,将高扰动的湍流推离壁面,增加边界层厚度,减少高速流体与固体壁面的直接摩擦,降低壁面附近的速度梯度,减少摩擦阻力。对传统肋条改型,以期望提高减阻效果。传统肋条沿流向布置,沿流向对其进行1mm厚度的矩形面阻断,形成新型的肋条结构。对比改型前后的计算结果,改型后减阻效果提高35.8%,对比分析改型前后流场中的差异。改型后使得表面摩擦减阻为改型前的2倍,但是压阻的增加削弱表面摩擦减阻效果,使得总减阻率变为改型前的1.35倍。时均统计数据在两种肋型情况中基本一致,只有微小的差异。横向间断肋条在阻断面上方以及阻断面后面形成漩涡,使肋条壁面阻断处附近的剪切力减小,改变壁面上的压力分布状态,使压力分布更不均匀。加间断面后使近壁处的低速条带分布更显著。针对小管径的输气管道直接采用圆形管道进行计算。文中对输送天然气的小管径管道直接应用传统的三角肋条,获得-14%的减阻效果。其在管道近壁处很大范围内降低速度,减小壁面摩擦。圆形管道中传统肋条的减阻机理与平板上肋条的减阻机理一致,都是限制低速流体于槽内,将高速高扰动的湍流推离壁面,增加边界层的厚度,高速流体与低速流体的滑动摩擦取代高速流体与壁面的直接摩擦,降低流体流过壁面时的损耗。