为了防止水合物生成和蜡沉积,深水海底管道必须加热保温,其中电伴热是长输管道流动保障的基本措施之一,而其相应的电磁场、热场和流场等多场耦合条件下管道结构的保温设计及运行阶段条件保证是学术和工程界都十分关注的研究热点。本文通过理论分析和数值模拟,取得如下进展:1、为了分析集肤效应电伴热技术中的集肤效应、邻近效应和电磁热效应,建立电磁模型,分析得出,通过伴热管的交变电流集中分布在伴热管的内表面,且随着交变电流频率的增加,集肤效应现象越明显,生成的焦耳热也越多,利用Maxwell可计算出集肤效应电伴热系统生成的焦耳热功率。2、为了研究正常工况下集肤效应电伴热加热管道达到稳定状态时的管道温度场分布,建立电磁热流耦合稳态分析模型,研究表明,伴热管处温度最高,由于油液处于流动状态导致热传递效果差,油液温升不明显,但在正常工况下不使用集肤效应电伴热技术也能保证整条管道的温度高于水合物和蜡生成的临界温度。3、为了研究停输状态下集肤效应电伴热对管道的加热效果,建立电磁热流耦合瞬态分析模型,研究可得,选择合适的伴热管数量、电流大小和加热时间,可以使整条管道在停输状态下油液温升效果明显,且管道末端的温升比起始端的温升更明显,很好地解决了管道末端油温低的问题。本文的模型和方法以及相关结果为集肤效应电伴热的工程设计提供了重要参考。