波流联合作用下掺氢输气海管泄漏扩散研究

由于氢气密度低，泄漏后的掺氢天然气在海洋波流作用下的浮升扩散行为有别于纯天然气，其泄漏扩散规律有待明晰。利用计算流体力学方法数值模拟了波流联合作用下掺氢输气海管泄漏扩散的过程，结果表明气体泄漏的过程可分为泄漏初期、向上浮升以及横向迁移3个阶段。当掺氢比φH2 <50%时，氢气泡的运动轨迹受天然气泡的影响显著。气体浮升高度和扩散直径的变化与时间成正相关，且随着掺氢比的增大，泄漏气体到达液面所需的时间延长。天然气泡和氢气泡直径在上升的过程中都逐渐增大，两者的浮升速度随浮升高度的增加先增大后减小，天然气泡的浮升速度衰减更快。氢气泡直径随掺氢量的增加而增大，天然气泡直径随掺氢量的增大而减小，两者的上升速度随着掺氢量的增大都表现出先增大后减小的趋势，且氢气泡的上升速度大于天然气泡的上升速度。波长和海流流速越大，泄漏气体的扩散直径越大。

Research on the diffusion of hydrogen-mixed gas leakage in submarine pipelines under wave-current interaction