喷动床内部极有规律的气固流动特性,使得其在农业、化工等很多领域都有广泛的应用。自上世纪五十年代起,喷动床内部流动机理的研究与探索一直是研究者们关注的热点与核心问题,从实验尺度到工业应用尺度的放大更是困扰工程界和学术界的难点课题。由于喷动床气固流场受控因素的复杂性,以及受实验条件和测量手段的限制,使得探讨和认识其内部流动与放大的本质机理变得异常艰难。随着计算流体力学的出现、数值计算算法的逐步完善以及计算机硬件的不断更新,使得数值模拟逐渐成为了研究喷动床的重要手段之一。本文基于计算流体力学的方法,在欧拉-欧拉双流体框架下结合颗粒动理学理论对不同维度的矩形倒椎体喷动床进行数值研究。模拟中将气-固两相均当做连续相处理,采用相同的质量、动量守恒方程。为了节约计算资源均采用轴(面)对称网格进行模拟。主要研究内容包括以下三部分:第一部分:对Liu[28]等人准二维喷动床实验采用五种曳力模型和四种径向分布函数模型进行模拟,得到了不同工况下颗粒体积分数云图、颗粒轴向速度轴向分布和径向分布。通过与实验值进行对比,探索出描述该体系中气固两相动量交换的最佳曳力模型和描述颗粒径向分布概率的径向分布函数。第二部分:采用第一部分的研究结果作为基础的边界条件,针对厚度为Omm(二维)、15mm(准二维)和100mm(三维)三个维度的矩形喷动床,通过颗粒壁面滑移系数和碰撞恢复系数作为模型参数,探讨颗粒与壁面之间由于摩擦和碰撞而产生的动量交换,探索碰撞和摩擦等微观动力学事件影响宏观流场的规律。通过实验对比获得最优参数值。第三部分:采用第一部分和第二部分得出的最优边界条件,以增加喷动床厚度的方式(厚度:Omm、15mm、30mm、50mm、75mm和100mm)不断的放大矩形喷动床,分别探讨表观气速、颗粒与壁面滑移系数和碰撞恢复系数在放大过程中影响宏观流场的规律。