停输再启动问题是含蜡原油管道安全运行的核心问题之一,一直备受管道运营部门以及国内外研究学者的关注。评估含蜡原油管道停输再启动安全性一般需要借助于数值模拟手段,而含蜡原油长输管道往往成百上千公里,数值模拟耗时较长,为了缩短停输再启动的安全性评估周期,本论文从数学模型、离散求解、自适应方法以及GPU并行计算共四个方面开展了停输再启动高效数值方法研究。从三维停输再启动数学模型出发,通过合理的简化推导了伪二维停输再启动数学模型,该模型可描述多流体类型、多流态共存的停输再启动过程,有效克服了以往伪二维水力模型仅适用于层流或简单触变性模型、热力模型需引入摩阻系数经验式的缺点。触变性模型是再启动模型的重要组成部分,该模型的参数回归属于再启动模型参数确定的难点。对此,针对目前参数回归存在的问题,提出了一种新的单目标回归模型和一种新的多目标回归模型以及相应的回归算法,成功实现了拟合偏差较小以及回归得到的参数满足物理意义这两个回归目标。结合停输再启动过程中物理量的变化特性,采用多套网格系统实现了停输再启动计算区域的离散。基于这多套网格系统,采用有限差分法和有限容积法对停输再启动控制方程进行了离散,并提出了停输再启动水热力耦合求解算法。此外,为了探究求解器对停输再启动求解效率的影响,开展了多种非代数方程组和线性方程组求解器的对比研究,可为停输再启动数值模拟求解器的选择提供重要参考。将自适应小波配点法与停输再启动水热力耦合求解算法相结合,提出了一种基于小波配点法的停输再启动算法,该算法可动态调整轴向网格密度,以达到减少轴向网格点以及相应广义土壤横截面的目的。为了实现对含蜡原油管道停输再启动过程的高效模拟,对影响该算法的阈值、最低分辨率层次以及自适应策略进行了探讨,提供了适合于工程计算的相关建议。针对GPU线程数目庞大的特点,对停输再启动水热力求解过程设计了并行计算算法,成功实现了停输再启动过程的GPU并行化求解。相较于CPU串行化求解而言,GPU并行化求解具有更高的求解效率。对于本论文所设计的算例,水力和热力求解分别加速了6.2倍和4.1倍;GPU并行计算与小波配点法结合使用,热力求解可实现进一步加速,加速比可达到19.0倍。