LNG船舶发生液货水域泄漏，可能涉及三个发展过程，分别为NG气体扩散、LNG水面泄漏和水下泄漏。针对这三个过程，本文将理论研究与数值模拟相结合，建立了各过程多维多物理场耦合计算模型。通过数值分析，考察了各过程的边界条件与初始条件对过程发展结果的影响。　　 比较分析现有描述NG气体扩散模型的特点，选择使用FLUENT软件对NG气体扩散过程进行三维模拟研究。给出计算所需定解条件，使用经过验证的模型计算不同大气风、温、湿度场和LNG组分以及泄漏速率对NG气体扩散过程中的重气扩散阶段和被动扩散阶段的影响。　　 分析了LNG船舶液货水面泄漏、扩展与沸腾机理，将泄漏速率、液池扩展、传质传热模型和物性计算等模型相耦合，提出水面泄漏发生快速相变（RPT）的判定条件，建立了一套完整的LNG水面泄漏模拟计算模型。将计算结果与实验数据比对，验证了模型的理论正确性与预测计算精度。使用该模型考察了LNG初始组分比率、泄漏口直径和水面温度对LNG水面扩展、沸腾蒸发和发生RPT的影响。总结了LNG水下爆发沸腾的主要特点，并与传统核态沸腾相比较，分析了传统核态沸腾在爆发沸腾中的适用性。　　 对LNG船舶液货水下泄漏过程开展了原创性的理论与数值模拟研究，将爆发沸腾理论与群体平衡模型引入到LNG水下泄漏过程的数值模拟研究中，建立了LNG船舶液货水下泄漏多流体模型以及相间动量、能量和质量传输模型。对LNG水下泄漏流动与沸腾过程进行数值计算得出，LNG水下膜沸腾引起的LNG物性变化对其沸腾方式转变的影响可忽略不计，而水力破裂对决定沸腾方式与传质传热量的大小将起决定性的作用。除此之外，分析了海水温度、LNG与水之间的速度差、泄漏口位置与尺寸对LNG水下沸腾方式，以及发生爆发沸腾的时间与强度的影响。从理论上解释了部分学者对LNG水下泄漏沸腾方式的猜测，为进一步的深入研究奠定了良好基础。