随着燃气压力管道工业的发展,天然气、液化石油气以及人工煤气等燃气已成为城镇居民生活能源的主要来源。城市天然气管道在集输过程中,外力破坏、腐蚀以及管道固有因素等原因,引起天然气管道穿孔和破裂失效。一旦发生燃气管道泄漏事故,会妨碍天然气管道安全生产运行、污染环境以及造成巨大的经济损失,还会引起火灾、爆炸、中毒、伤亡等恶性事故,造成人员伤亡等重大事故。基于以上,研究天然气管道泄漏扩散过程对于减小事故危害、应急抢险方案的制定具有重要的现实意义。基于气体泄漏模型、扩散模型以及湍流射流理论,以三大守恒定律、k-ε模型为基础,在GAMBIT中建立几何模型,分别建立了2D、3D模型,运用FLUENT软件进行模拟,用TECPLOT对模拟结果处理。首先,对埋地管道泄漏扩散影响因素做总结分析,对射流理论进行分析,确定了天然气泄漏模型计算方法,给出了气体流动的基本控制方程;其次,建立了埋地天然气管道泄漏在开阔地带和存在障碍物时扩散的数学模型和物理模型;最后,基于上述模型,采用计算流体力学仿真软件对城市埋地管道不同泄漏过程进行模拟计算,设置不同水平风速、不同泄漏口口径和不同障碍物高度、宽度、与泄漏口之间距离,对天然气泄漏扩散介质流场进行分析。根据天然气在大气中的扩散确定其高浓度和爆炸的分布区域和面积,同时总结出不同工况下天然气浓度分布规律。对天然气管道泄漏事故的分析,可为此类事故的研究提供一种思路;提出的研究分析方法为天然气管道的安全生产及其气体传输和平时检修维护工作提供可信度较高的指导意见和具体的参考数据;为泄漏事故后果预测提供参考,对于事故后的抢险救援、人员疏散等措施提供依据,使工作更有效地进行。