本文受到国家自然科学基金项目（No.51106020，No.51174042，No.51051002）、中国石油科技创新基金项目（2012D-5006-0610）及黑龙江省普通高等学校青年学术骨干计划支持项目（1252G005）的资助。随着我国石油战略储备规模的扩大，各个储备基地增加了大型浮顶储油罐的建设数量。浮顶罐在储存油品时，罐体内的原油会向外部环境释放热量，我国所产原油大多数为含蜡原油，油品温度低于析蜡点时原油便开始凝固，在罐顶、罐壁及罐底出现一定厚度的凝油层，凝油层的出现严重威胁储罐的正常生产运行。解决此问题的方法就是对储罐进行加热，然而大型浮顶罐的加热量比较大，需要配以合理的时间间隔进行加热维温作业。因此，准确掌握油品在储存过程中的温降变化规律，并选取合适的加热维温方式，对于优化大型浮顶罐的储存工艺设计，保障油库安全经济运行具有重要的现实意义。本文以传热学理论为基础，对罐内原油所呈现的不同形态，罐内原油的结蜡过程及原油温降的三个阶段进行了总结，分析了浮顶罐内原油与外部环境之间传热过程的机理；依据浮顶罐的结构和布局，结合浮顶罐的施工设计图纸，忽略对温度变化不起作用的因素，得出了简化后的三维物理模型。建立了包括连续性方程、动量方程和相应流态方程的数学模型；在数值求解方法的基础上，结合网格单元的类型和满足网格单元的质量的情况下，对浮顶罐温度变化的计算模型进行了网格划分；应用FLUENT软件对不同储量和同样储量不同液位下的浮顶罐温降过程进行了数值模拟，得出了温度场和速度场的分布云图，模拟结果表明存储液位越高，轴向温度降低的越缓慢，罐内油品的相邻位置的温度变化也越小，高液位存储利于罐内油品的稳定。将模拟结果与实测结果相对比，误差符合要求；对盘管加热进行模拟，得出依靠对流不能有良好的加热效果，需要增加搅拌装置。