管道是海底资源开采过程中的重要设备之一,用于将油气混合物系从海底输送至海洋平台。管内油气两相流的流动较为复杂,在输送气液量发生变动或较小时,管内易出现严重段塞流现象,这类周期性流动的流型会对组合管系及下游处理设备的稳定运行带来诸多问题。尽管目前对气液两相严重段塞流的研究较多,但是目前尚缺乏较完善的理论模型对这种流态进行预测和优化。因此,开展管系内气液混输时出现的严重段塞流的机理研究及控制与消除这种流态具有重要的意义。本文利用计算流体力学数值模拟方法研究了下倾-立管组合管系内的气液两相严重段塞流的流动特性及瞬态特性参数的变化规律。利用Fluent软件建立了管系的二维等效模型,采用VOF相界面追踪方法,在管径为0.051m的组合管系内通过改变入口气速和液速,使管内形成严重段塞流流态,考察了严重段塞流流态下的流体力学特性。本文研究获得了以下结论和认识:（1）通过改变组合管系内气液折算速度,数值模拟出管系内四种流型,分别是典型严重段塞流、严重段塞流、过度流和稳定流。其中典型严重段塞流有四个循环周期,分别为液塞形成,液塞出流,气液喷发和液体回落。气相旋涡的周期性生成和脱落是严重段塞流的形成诱因,在气液喷发时弯管处易出现偏流现象。（2）对流场压力脉动信号进行标准偏差和功率谱分析处理,能够较好地识别管内气液流动流型,并进行了流动的稳定性分析。同时分析了气速及气液比对严重段塞流压力、立管出口质量流量、循环周期、气液喷发时间、液塞长度等物理量的影响。（3）对于组合管系内的严重段塞流的数值模拟结果分析得出,下倾管内混合相速度均值明显大于立管中混合相速度均值,立管出口质量流量最大值约为入口的5.3倍。含气率则表明,下倾管径向中间部分气液流动较稳定,立管出口是气液交替最剧烈的地方。（4）液体粘性、密度和表面张力会改变严重段塞流的发生范围和长液塞的形成过程,而且对压力波动幅值、出口质量流量参数产生较大影响。