随着我国科技的进步和海洋石油工业的发展,我国海上石油资源也不断被开发,并且也正向着深海海域进行勘探,海底管道在原油的生产运输过程中起到了不可替代的作用。由于海底环境的复杂性,海底管道在输送原油的过程中会发生管道破裂的现象,油品泄露到海洋中,会对海洋环境造成污染并危害海洋生物。所以,研究海底输油管道中多相流流动以及管道受到冲蚀磨损的问题,可以减少海洋环境污染事件的发生,对海洋环境的保护和污染预防起到一定的作用。本文利用计算流体力学,对管道内的油水砂多相流流动以及颗粒对管道的冲蚀磨损问题进行数值模拟。首先对直角弯管中的流场进行了模拟,研究了影响管壁冲蚀率的不同因素,并分析了颗粒在直角弯管中的运动轨迹,之后对S型管道在多相流条件下的流场和颗粒轨迹进行模拟和分析,得出颗粒与管壁的碰撞规律,最后对海底管道的保护提供了建议。主要研究结果如下:（1）对于90°直角弯管,入口水平管的中心流速大于管壁附近流速;在弯头部分由于离心力作用,使得速度最大值向弯头外侧偏移,并且在弯头部分存在二次流作用,方向从弯头内侧指向弯头外侧,又沿管壁两侧指向内侧。（2）在三种流速条件下,分别改变了颗粒直径、管道弯曲角度以及原油含水量三种因素,来计算管壁的最大冲蚀率,通过计算管壁壁厚损失从而计算出管道寿命。发现在流速较大时,管壁最大冲蚀率的改变受这三种因素影响更明显。其他条件不变,只改变粒径时,最大冲蚀率随着粒径增加而减小,且管道的主要冲蚀位置由弯管内侧转移到弯管两侧;只改变管道弯曲角度时,弯角越大,最大冲蚀率越高;只改变原油含水量时,最大冲蚀率随原油含水量上升而增大。（3）分别在低流速高流体黏度和高流速低黏度两种情况下,追踪不同位置随流体携带进入管道的颗粒在管道内的运动轨迹,当流速较低且黏度较高时,在弯头处受到二次流作用颗粒的运动路径沿管壁两侧向内侧运动,所以主要碰撞位置为弯管两侧和内侧;当流速较高且黏度较低时,大部分颗粒直接与弯头外侧碰撞。（4）对S型管道进行流场分析以及冲蚀率的分析,与直角弯管相比,在S型管道中,每一个弯曲的管道部分都存在二次流现象,方向与直角弯管的弯头部分相同。在两种情况下对不同位置随流体携带进入管道的颗粒的运动轨迹进行追踪后发现,颗粒在S管的运动规律与在直角弯管中相似,说明颗粒在管道中的运动主要受流体曳力和自身惯性力的影响,流体曳力作用较大时,主要碰撞位置发生在弯管段的两侧和内侧,自身惯性力作用较大时,主要碰撞位置发生在弯管段的外拱面。（5）在实际生产中,为了减少管道破裂漏油污染海洋环境事件的发生,应该对管道中易发生弯曲的部分进行加固,将影响管壁冲蚀率的因素控制在合理的范围内,并根据实际工况计算管道的寿命,分析颗粒在管道中的受力情况,对相应易发生冲蚀的位置进行及时检查和更换。