中文摘要：

颗粒团聚是稠密两相流动的一个重要现象, 是稠密两相流研究的一个关键所在。本课题直接将颗粒团作为离散相，提出了模拟稠密气固两相反应流的颗粒团直接模拟法。具体方法是将稠密两相流场分为稀相区和浓相颗粒团区，稀相区中颗粒以单颗粒的形式存在，是气体为主的连续相，采用Euler描述。浓相颗粒团区是由多个颗粒所组成的颗粒团，直接将作为离散相，用拉格朗日法描述。定义颗粒团聚合力来表征颗粒所受到的聚合效应，采用理论研究与实验检验相结合,建立颗粒团的形成、碰撞、合并或破碎及反应的数学模型，研究颗粒团在气流中随时间的运动与反应经历, 从而建立能采用欧拉坐标和拉格朗日坐标相结合研究工程意义上大规模稠密气固两相反应流的模型与算法，进而揭示稠密气固两相反应流的流动与反应特性。

结论摘要：

颗粒团聚是稠密两相流动的重要特征。本课题的研究目标是建立采用颗粒团直接模拟法模拟稠密气固两相反应流的模型并寻求相应的计算方法。课题首先采用理论分析和数值计算的方法，详细深入研究了颗粒团聚机理、运动与反应特性，在此基础上，直接将颗粒团作为离散相，定义颗粒团聚合力来表征颗粒所受到的聚合效应，定量揭示了颗粒团的瞬时大小，建立颗粒团的形成、碰撞、合并或破碎及反应的数学模型，进而建立了采用颗粒团聚合力模型与湍流模拟的K-ε模型相结合模拟两相流场和颗粒团DEM模型与气相流场的大涡模拟相结合研究两相流动两套算法，并以排烟脱硫循环流化床实验台为例，进行了分析计算，为检验和修订模拟，采用PTV和PV4-A型颗粒速度浓度分析仪对流化床内的流动特征进行的实验研究。数值计算结果与实验结果相符。所得结果详细揭示了颗粒团在气流中随时间的运动与反应经历, 定量揭示了稠密气固两相反应流特征。计算量较传统算法大为减小，使得采用欧拉坐标和拉格朗日坐标相结合模拟实际稠密气固两相反应流问题成为可能。