摘要：针对气液混输管线与立管系统严重段塞流问题，采用严重段塞流形成条件一致的等效原则，发展了一种将三维管道系统等效为二维管道系统的计算流体力学（CFD）数值模拟方法．以文献中某下倾管与立管组合系统为对象，结合其实验工况，对严重段塞流气液流动过程进行了数值模拟，获得了其周期、压力波动幅值及喷发时问等关键参数的变化规律，数值模拟与文献所述实验结果符合．在此基础上，建立了立管入口气液折算速度、立管含气率以及立管出口平均速度的理论模型，获得了这些关键参数随时间的变化规律，并给出了确定立管内气液流型变化的理论方法，理论结果与CFD数值模拟结果一致．建立的CFD方法大幅缩减了严重段塞流数值模拟所需的时间和资源，推导的理论模型揭示了严重段塞流特性参数之间的关联，可以对严重段塞流所引发的危害进行快速评估及预测，具有一定的工程应用价值．

关键词：气液两相流动 严重段塞流 计算流体力学方法 理论模型 

单位：上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院 海洋工程国家重点实验室 上海200240