液化天然气加气站中,液态天然气(LNG,Liquid natural gas)在低温潜液泵作用下,通过管线从储罐进入低温潜液泵入口,此管线中自蒸发流阻特点及受力分布影响加气站的正常稳定运行。针对LNG在流动过程中存在由温度变化、压力变化引起的自蒸发现象,本文通过建立LNG自蒸发数学模型,研究了LNG蒸发气化流动过程及流动损失与蒸发气化强度的关系。研究结果表明:所提出的新算法实现了LNG自蒸发流动过程的模拟,揭示了管线内气液两相流特点和流动损失与蒸发气化强度间的关系,即适量气化促进LNG流动,剧烈气化阻碍LNG流动。以AllProps数据库中液态甲烷和气态甲烷的物性参数近似代替液态天然气和气态天然气的物性,得到液态/气态天然气在压力范围0.1MPa~1MPa、温度范围在95K~150K之间的物性数据,并将物性参数进行程序化处理,建立物性数据库;编程控制不同压力下的饱和温度,通过所建立的液体自蒸发数学模型,实现液体自蒸发流动过程。分析液化天然气蒸发气化所产生的气液两相流流动特点,得到管线内部压力分布、气体分布及湍动能分布云图,对比研究了影响液态天然气蒸发气化的因素。在局部阻力方面,采用数值模拟的方法从流体温度、液体含气率、壁面粗糙度等实验难以控制的方面对液化天然气在弯头、低温截止阀内的流动损失变化规律进行研究。通过建立低温截止阀和弯头的流道模型和结构模型,采用VOF(Volume of fluid)模型,捕捉气体在弯头和截止阀内部的位置,分析研究气体运动规律。提出了一种基于模拟流场的管道应力变形研究分析方法,研究了液化天然气流动过程中流体与壁面热流固耦合问题,实现了将离散化的温度场加载为管道应力分析的边界条件,避免了整体加载应力边界条件的不足,得到了潜液泵池入口管线应力和变形的分布特点,找到了应力最大截面和变形最大位置并得到了最大应力处应力变化规律。