在天然气开发利用的飞速发展中，城市天然气输送管网越来越复杂。城市天然气管道往往分布在人口和建筑集中的区域，这使得城市天然气成为事故最频发、后果最严重的有毒可燃气体之一。掌握天然气泄漏扩散的规律可以对泄漏事故进行准确的预测、评价和控制，降低天然气管输事故的发生。本文建立了室外管道天然气的连续泄漏扩散模型，并从理论分析、计算模拟、三维显示三个方面对其作了系统的研究。一、应用气体热力学、动力学、湍流扩散的梯度理论和统计理论，进行建模前的基础分析。在高斯点源扩散模型的基础上，考虑烟气抬升高度等因素，采用移动烟团积分方法，建立了小风静风条件下地面点源的天然气连续泄漏扩散模型，模型分为无地面反射和有地面反射两种情况。二、用数学软件Matlab对模型做计算处理，用CFD软件Fluent对同样条件下的天然气泄漏扩散进行数值模拟。两种模拟结果的对比分析表明，所建立模型的扩散规律与求解流体数学偏微分方程组的扩散规律相符。三、引入GIS分析软件，对模型作三维可视化显示。以ArcGIS9.3为平台，以校园为可视化对象，利用二维GIS地形地貌数据构建三维场景。将以泄漏源为中心的立体空间离散网格化，以所建立模型为理论基础，借助Matlab计算天然气扩散的浓度分布。在3DSMax粒子系统的支持下实现泄漏扩散的三维动态可视化。本文将大气控制研究中的高斯模型应用到燃气扩散中。立足于重庆市的特殊气象条件，建立了小风静风下地面点源连续泄漏的天然气扩散模型，并在三维场景下实现了三维动态可视化。此模型与大气扩散理论有很好的相容性，与数值模拟和实际情况比较符合，可以方便地应用于实际工程中。