針對儲罐中液化天然氣(LNG)在溫度差和密度差下的分層行為,建立LNG分層的異重流模型,并利用Lorenz方程描述異重流下層的熱對流狀態(tài).采用耦合映象格子模型求解Lorenz方程,并引入對流強度量判斷系統(tǒng)分層渦旋的產(chǎn)生和發(fā)展.對系統(tǒng)的數(shù)值模擬研究,確定了系統(tǒng)處于獨立循環(huán)、分層翻滾及對流循環(huán)狀態(tài)時對應(yīng)的瑞利數(shù)Ra臨界值.證明了系統(tǒng)在密度差趨于相等時,分界面被打破,LNG大量蒸發(fā)出現(xiàn)分層翻滾現(xiàn)象;并得到了系統(tǒng)隨主要控制參數(shù)Ra的發(fā)展過程及分層翻滾發(fā)生的時間、高峰蒸發(fā)量等.計算表明:對于給定的密度差和溫度差,底層的LNG厚度越大,則出現(xiàn)翻滾現(xiàn)象的時間越遲;底層厚度越大,高峰蒸發(fā)速度也越大,較易引發(fā)儲罐超壓;對于給定溫度差,底層LNG密度較大時,出現(xiàn)翻滾的時間會相對提前.