随着天然气公用事业的发展以及边远气田的开发,长输天然气管道的里程和规模不断扩大,因此事故的风险也在不断增大。长输天然气管道作为远距离输气的最主要的输送方式,承担着连接气田和储气站等设施的重任,具有管径大、压力高、输量大的特点。因此,长输天然气管道一旦发生泄漏事故,不但会影响企业和居民日常生产和生活,造成重大的经济损失,还可能造成爆炸火灾等严重危害人民生命财产的事故。基于上述原因,研究长输天然气管道泄漏扩散的过程对于制定应急抢险方案,减少事故损失具有重要的意义。本文研究的对象是我国“西气东输”工程主干线,通过建立管道在空气中发生泄漏的三维模型,利用计算流体动力学软件,选用Realizable k-epsilon模型对其在空气中泄漏扩散的过程进行仿真模拟。本文主要选取泄漏孔直径、风速、泄漏初速度、泄漏口形状这四种影响因素进行研究,并分析了它们对泄漏过程影响的强弱程度。在风速一定的情况下,分别模拟了泄漏孔径为20mm、50mm、80mm、120mm和200mm情况下的泄漏过程。研究表明,随着孔径的增大,喷射速度随高度衰减的趋势逐渐变缓；天然气泄漏形成的射流核的高度和宽度逐渐增大,射流的范围也逐渐增大,其中高度方向的增长要大于周长方向的增长。在泄漏孔径一定的情况下,分别模拟了2至7级风速下泄漏的过程。研究表明,随着风速的增大,天然气喷射形成的射流与X轴的夹角不断减小；天然气射流发展的高度逐渐下降；天然气射流发展方向逐渐向下风向倾斜。在相同条件下,对于两种泄漏初速度的影响进行了对比,随着泄漏初速度的增大,射流沿着高度方向发展的程度增大,速度沿高度方向衰减的趋势变缓,各组分在高度方向上的扩散范围增大,而在风速方向上的扩散范围缩小。射流在高度方向上的变化远远大于其在周长方向上的变化。在风速一定,泄漏口面积相同的情况下,分别对长方形、正方形、三角形和圆形泄漏口的泄漏过程进行了模拟。研究表明,泄漏口形状对于速度沿高度增加而衰减的趋势有较大影响,相同的泄漏口面积下长方形或圆形泄漏口的泄漏范围更广