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基于有限容积法，建立了够孔介质相变自然对流换热模型。以在饱和含水多年冻土区敷设的输油管道为例，采用SIMPLER算法，数值计算了地表温度周期性变化条件下，埋地热油管道的非稳态传热过程，得到了不同季节管道周围冻土温度场、土冰层融化移动界面及水分迁移规律。研究表明：在地表温度的周期性波动下，管道周围土壤温度场变化剧烈；受温度梯度和重力的影响，土壤中的水分形成沿管道中心线自上而下的自然对流涡旋；随着地表温度的变化，自然对流涡旋中心的形态和强度发生明显变化，说明温度梯度对水分迁移的影响较大。