随着成品油管道的不断铺设,因管内积水造成的管道内腐蚀问题也不断增多。积水的存在不仅影响管道的输送效率,同时也会威胁到油品的输送安全。本文以倾斜管道柴油携水两相流动为研究对象,探索了适合于模拟柴油携水流动的数值计算方法,并借助这种方法,研究了柴油携水的规律。为得到柴油携水两相流动真实的相分布特征和流型,采集了基于弗劳德相似准则的倾斜管道柴油携水实验流动图像,建立了一套包括灰度化、灰度调整、中值滤波和边缘检测等一系列处理思想的油水两相流相分布识别和流型识别方法。基于该方法,分析识别出倾角10°至45°、流速0.1 m/s至0.35m/s范围内倾斜管油携水两相流流型有波状分层流、混合界面波状流、油包水分散流和水滴均匀分散流。为探索适合于模拟柴油携水流动的数值计算方法,开展了 VOF多相流模型分别耦合雷诺平均法和大涡模拟法的柴油携水数值模拟研究工作。在对比了两种模拟结果与真实流动差异的基础上,认为大涡模拟法相较于雷诺平均法能更好的识别出柴油携水过程的涡结构,得到的模拟结果与真实流动也更为吻合。基于该研究结论,从而找到了一种更适合实验工况的数值模拟方法——大涡模拟耦合VOF多相流模型的方法。最后,采用大涡模拟法耦合VOF多相流模型的方法对倾斜管道柴油携水流动开展参数化研究工作。主要研究了转捩时油水两相流动状态以及油相表观流速、倾角和初始水相含量对油携水能力的影响。研究认为:(1)油水两相分层流流型失稳与剪切速率和倾角有关;(2)相同模拟时间,油相表观流速越大,柴油携水效率越高;(3)倾角转变,流型变化较大,因倾角改变产生的流型有平滑波状分层流、波状流、分散流。此外,倾角对柴油携水效率的影响,表现为携水效率随倾角的增大先增大后减小。(4)初始水相含量会影响倾斜管内油水两相流的流型,携水速度会随着初始水相含量增大而增大。通过上述研究,建立了适合于模拟柴油携水流动的数值模拟方法,基于该方法能得到不同倾角的临界携水流速,通过弗劳德相似准则可将其回归到工程实际,指导工程实际排除管内积水。