泄漏检测技术是预防管道失效、降低管道风险的重要手段。为了减小城市燃气管道泄漏造成的经济损失、人员伤亡和环境破坏,保证天然气管线安全平稳的运行,需要及时发现泄漏并准确定位泄漏点。由于当前针对城市燃气管道广泛采用的单一检测技术具有一定的局限性,提高城市燃气管道泄漏检测技术的可靠性和定位的精度是安全工程领域的重要方向。本文针对目前单一信号识别城市燃气管道的局限性问题,研究了一种基于声压交互识别泄漏的方法,以提高管道泄漏识别方法的准确性。本文的主要工作及结论如下:(1)燃气管道泄漏的CFD数值模拟研究。建立了燃气管道泄漏的CFD计算模型,模拟了管道泄漏口从关闭到打开过程的管道流场动态发展过程,认识了泄漏状态下的管道局部流场变化,分析了管道泄漏喷射区的压力脉动和噪声水平,以及声压信号的产生和传播过程,展示了基于声压交互的管道泄漏识别方法的可行性。(2)小孔泄漏工况下的声压特性理论研究。依据泄漏过程中管壁声强和管内压力降低同时出现跃升的现象,提出了一种基于声压交互的管道泄漏识别方法。而根据噪声在管壁、压力波在气体流场中传播的速度差,和通过同一位置检测到二者信号的时间差,来测量泄漏点与传感器测点的距离,实现泄漏点定位。(3)泄漏信号特征与工作参数关联的参数化实验研究。实验研究了不同的工作压力、泄漏口径和管道直径下,泄漏噪声和压力降的变化趋势。实验结果发现,泄漏噪声强度随着管内工作压力的增大而提高,压力降低速率随着工作压力的增大而迅速增大;泄漏噪声强度随着泄漏口径的增大而增大,但管内工作压力越高则泄漏口径大小的影响越小;管径越大,泄漏噪声的平均声强越大,而管道内压力降低的速率则越小。(4)声压交互识别方法的相关函数值及影响研究。在兼顾计算量和捕捉突变量与波动量的情况下,选定了时间间隔(分辨率)Δt=0.1s。比较不同工作参数(管道压力、泄漏口径、管道直径)的相关函数值,发现相关函数值随着管内工作压力的下降而减小,随着泄漏口径的减小而减小,随着管道直径的减小而减小。(5)声压交互识别方法的抗干扰能力实验研究。设置了一组存在泄漏和三种典型外加扰动的实验方案,研究声压交互识别方法对于燃气管道典型干扰的过滤能力。结果发现,与单纯的声波法或压力波法相比,声压交互方法中两种信号相互起到了门函数的作用,对于非泄漏引起的干扰信号进行了过滤,从而提高了声压交互识别方法的抗干扰能力。