当前海洋环境面临多种因素的破坏,其中海底输油管道泄漏所导致的危害性十分严重,而且这种危害具有长期性。因此当发生石油泄漏时,应建立一种快速有效的机制来应对石油泄漏事故产生的环境污染。本文以渤海地区为背景,基于海底输油管道泄漏事故,针对泄漏石油的水下扩散问题展开研究。首先,本文介绍了海底输油管道泄漏石油水下扩散研究的历史背景、研究意义、国内外已有的相关研究成果,以及所用的主要理论和方法。其次,本文对现有模型进行了三个方面的改进。已有的模型主要考虑水流速度、石油密度、泄漏口尺寸、波浪等对于泄漏石油的运动轨迹的影响,而没有考虑海水的温度、输油管道的位置和泄漏口角度对泄漏石油的水下扩散的影响。本文构建的模型分别研究了温度变化对于泄漏石油属性(密度、粘度、比热容、导热系数)的影响、输油管道的位置和泄漏口角度对泄漏石油初始状态的影响,进而分别对上述三个因素对泄漏石油的水下扩散的影响进行了详细的讨论,并用最小二乘法进行数值拟合。实验结果验证了上述三个因素对泄漏石油上升至海水面时水平方向移动的最远距离及其时间都有比较明显的影响,研究结果对于围油栏的投放有很好的参考价值。最后,本文对上述研究进行了总结,并对下一步的研究工作进行了展望。本文建立的数学模型,在控制方程中引入VOF模型和标准化的k-ε湍流模型,采取有限体积法对控制方程进行离散,采用PISO算法计算流场,并采用软件FLUENT 15.0进行数值模拟。