天然气是一种清洁高效的优质能源,在发电、化工、汽车燃料等领域得到了广泛应用。世界各国对液化天然气（LNG）需求日益增长,LNG具有便于储存和运输、经济性好等优点。然而,LNG一旦发生泄漏,可能会在地面形成低温液池,并且快速蒸发形成的低温天然气气云会在近地面扩散,对周围的环境、设备和人员安全造成危害。因此,针对大型LNG储罐泄漏蔓延扩散过程进行数值模拟研究,对于掌握LNG的泄漏蔓延扩散规律、制定应急预案、评估事故风险等具有现实指导意义。利用CFD Fluent软件建立大型LNG储罐泄漏蔓延扩散过程的数值模型,进行数值模拟计算。选择Realizable k-?模型作为湍流模型,选择Mixture模型作为多相流模型,相变模型通过UDF编译气液相之间的质量传递和能量传递方程导入Fluent中,对低温液体泄漏、液池形成、气云扩散等物理过程进行了三维数值模拟。基于数值模拟结果分析了地面LNG液池蔓延规律。将液池近似处理为圆形,给出液池平均半径随着泄漏时间的变化关系,对预测液池蔓延给出了理论指导。当泄漏速率较大时,液池直径越大,形状比较规则;当LNG迎风泄漏时,液池汽化速率减弱,液池半径增加。障碍物对液池的蔓延有明显的阻碍作用,但内部区域增加了发生池火灾等二次灾害的可能性,需要进行合理设置。通过风洞试验和数值模拟对LNG蒸汽云扩散行为进行了研究。风洞试验结果表明:泄漏源附近区域内气体扩散受射流初动能的影响,浓度随时间的变化可以分为三个阶段,其中上升阶段和下降阶段可以分别用线性和多项式拟合的数学方法进行描述;随着风速的增加,测点峰值浓度和浓度增长率均降低。低风速情况下,风速越小,大气对气云的掺混作用越弱,重力效应明显,气云峰值浓度越大,消散速度越慢。泄漏速率对气云扩散的影响跟与泄漏源的距离有关。基于数值模拟结果,对泄漏后气云扩散行为进行分析,得到了气云温度分布规律和气云浓度分布规律。泄漏扩散初期,重力作用占主导,危险气云宽度增加迅速,后期大气运动对气云下风向扩散的推动作用加强;随着泄漏时间,气云冻伤温度范围增加,低温危害区域范围也增加。当泄漏量较大时,危害气云覆盖范围越大,泄漏量较小时,储罐背风面底部气云浓度较高,并且难以消散。LNG迎风扩散时,危险气云的影响范围比顺风扩散情况更大,危险性更高。围堰内部燃爆危险性增加,如果在下风向设置挡板,气云从挡板两侧绕行,两侧蔓延速度比无障碍物时更快。