减阻水压裂液在页岩气开发中发挥着重要作用,减阻水压裂液在压裂管线中的流动问题本质上属于流体力学领域中的湍流减阻这一典型的科学问题。目前,聚合物湍流减阻问题数值模拟的工程应用研究比较少,发展适用于工程分析的实用性和经济性的求解雷诺平均方程方法(Reynolds Averaged Navier-Stokes Equation,简称RANS)不仅对页岩气压裂工艺水力参数设计具有重要指导意义,还可以促进湍流数值模拟方法的发展和应用。本文通过引入描述减阻流体粘弹性的壁函数,结合等效粘度模型和反映减阻效果的阻尼函数,提出了一种聚合物稀溶液圆管湍流减阻流动的雷诺平均数值模拟方法。利用本文提出的模拟方法计算了减阻溶液的圆管流动的流动规律,并与LDV实验结果以及标准k-ε模型的计算结果进行了对比,最后还对影响聚合物稀溶液圆管湍流减阻流动的因素进行了分析。结果表明,采用反映减阻流体特点的窦国仁壁函数和李兆敏壁函数对聚合物稀溶液圆管湍流减阻流动进行模拟,两者都可以得到明显的减阻现象,模拟得到的结果与LDV实验结果非常接近。减阻参数D*和减阻参数c增大的情况下,摩擦系数减小,减阻率变大。标准k-ε模型得到的速度剖面明显比本文提出的减阻模拟方法的计算结果要平坦,速度值亦小;减阻流体的湍动能随着离壁面的距离的增大而逐渐降低,且减阻流体的湍动能明显小于牛顿流体的湍动能;壁函数变大时,模拟结果表明摩擦系数变小,减阻率随着壁函数的增大而增大;随着θ/θm的增大大,摩擦系数变小;减阻率随着动力粘度的增大而减小;弹性缓冲层厚度越大,摩擦系数随之减小,减阻率增大。本文提出的减阻模拟方法可以很好地在工程条件下模拟聚合物稀溶液圆管湍流减阻流动的减阻现象和流动特点,为滑溜水压裂液在流动管线中的流动的模拟提供了参考,也对减阻流体在其他类型流动条件下的模拟具有指导意义,具有一定的经济效益。