如今,随着我国天然气管道的长度不断地延长,管道泄漏事故发生的几率也随之增大。一旦出现管道泄漏的事故,不仅会给人民生命财产造成严重折损,还会严重污染周边的自然环境。因此,当发生泄漏时,如果能够快速有效地检测出管道的泄漏位置,并及时采取相应的补救措施,可以在最大程度上降低管道泄漏所造成的损失和危害。近年来,基于负压波的管道泄漏检测定位成为研究热点,该方法研究成本较低,不需要建立复杂的管道数学模型,其泄漏检测效率也相对较快,能够有效应对实际管道突然发生泄漏时的场景。本文在理论分析的基础上,进行了相应的仿真计算和实际实验,对基于VMD的负压波天然气管道泄漏检测定位的主要研究内容依次陈述如下:首先,根据基本定位公式分析影响管道泄漏检测定位精度的主要因素,根据天然气流动基本控制方程复现天然气管道中的压力以及温度随管道沿线的分布公式的推导过程,将压力和温度分布考虑到管道中天然气流动速度公式以及负压波的传播速度公式当中。其次,针对天然气管道的负压波信号噪声对管道泄漏定位产生影响的问题,需要对信号进行去噪处理。本文在研究了变分模态分解（Variational Mode Decomposition,VMD）的基础理论和其对信号分解效果的基础之上,针对难以从VMD对信号分解后得到的固有模态函数（Intrinsic Mode Function,IMF）中选取出有效IMF分量的问题,提出了VMD与正交值（Orthogonal Value,OV）结合的方法（VMD-OV）来选取出有效IMF,进而重构有效IMF以得到去噪后的信号。再次,利用VMD对信号进行分解前需要设置算法的参数,若设置了不合理的参数,则会影响其分解的效果。针对该问题,本文引入了一种优化算法优化VMD算法中的参数,先对天牛须搜索（Beetle Antennae Search,BAS）算法进行改进,再将其用来优化VMD算法中的参数,使其达到较好的分解效果。最后,利用多尺度小波来捕获负压波信号开始泄漏的时刻点,即负压波信号的突降点,利用该方法来得到泄漏点负压波传到上下游两端压力传感器的时间差,再利用复化simpson积分公式和二分搜索法对管道泄漏点定位公式进行求解,实现泄漏点的定位,并用实验室采集到的负压波泄漏信号数据进行定位的效果验证。