中文摘要：

多分散的颗粒尺度分布函数在各种颗粒动力学机理(碰撞、凝并、破碎、冷凝/蒸发、成核、沉积等)和湍流输运机理(对流、扩散等)联合作用下的时间和空间演变过程是模化非线性、非平衡、非均匀、非稳态、多尺度的颗粒流体复杂系统的关键，颗粒群平衡模拟提供了可能的解决方案。本项目建立了颗粒群平衡模拟随机方法性能评价的理论体系，创新性地提出了异权值Monte Carlo系列方法(包括改进的多重Monte Carlo算法、时间驱动异权值方法、事件驱动常体积法等)，不仅描述颗粒尺度分布的时间演变过程(零维颗粒群平衡模拟)、多组分颗粒尺度分布的时间演变过程(多变量颗粒群平衡模拟)，还与多相湍流模型或商业CFD软件耦合起来描述颗粒尺度分布的时间和空间演变过程(多维颗粒群平衡模拟)。与等权值Monte Carlo方法比较，异权值Monte Carlo方法具有稳定的计算精度和低的计算代价，能准确描述多分散颗粒群全尺度范围的动力学演变过程等，且可把等权值Monte Carlo方法视为其一个特例，从而实现了颗粒群平衡模拟随机方法的一次突破。本项目已成功利用这些方法对工程问题(如除尘器)进行数值模拟。