非球形细颗粒属于Geldart C类颗粒,虽然其流态化比较困难,但是由于巨大的发展前景,非球形细颗粒的流态化技术也日益重要。为了得到细颗粒流动宏观变化和聚团微观变化,本文考虑了将气固两相流模型和群体平衡模型进行耦合求解。为了克服聚团的非球形特性,本文采用不同的分形维数来表示聚团的非球形特性。为了使模拟结果更加接近真实情况,在本文中考虑了碰撞效率,均方根耦合方式等因素对传统聚团核进行了改进。在本文中,针对两种典型的气固流化反应器:湍流聚并器、气固流化床分别进行了数值模拟。针对颗粒聚团流态化现象,从宏观流化和团聚物尺度分布这两个方面分别进行了研究分析,并通过数值计算对理想聚团核和改进聚团核进行了分析讨论。在物理作用导致的细颗粒聚团过程中,同时存在着不同的聚团机理。根据聚团机理的作用范围,并结合分形理论、碰撞效率和均方根耦合的方式,本文首先确定了改进的聚团核函数,然后基于MATLAB软件研究了分形维数、温度和均方根耦合方式对改进聚团核函数的影响,以及斯托克斯数和颗粒尺度对碰撞效率的影响。结果表明:分形维数的考虑可以有效降低湍流聚团核的过高估计和布朗聚团核的过低估计的影响。对于湍流聚团核分形维数对大颗粒的影响较大,对于布朗聚团核分形维数对小颗粒的影响较大;布朗运动对粒径小于2μm的颗粒有巨大影响。在湍流聚并器的聚团流化过程中不能忽略布朗运动。温度的升高使得布朗聚团得到了一定的强化,但增幅随着粒径的增大而减小;随着St数的增加,碰撞效率会提高。随着粒径的增加,碰撞效率会降低;均方根方法比线性相加的方法更为合理。在确定了改进的聚团核模型后,本文基于Fluent软件UDF功能自定义改进聚团核函数,并采用欧拉双流体模型耦合群体平衡模型的方法对湍流聚并器和气固流化床中的聚团流化过程进行数值模拟研究,同时采用分组算法求解群体平衡方程。结果表明:在湍流聚并器中的涡流区域的耗散率显着提高,粒子运动变为多流态化,从而增强了聚团作用;通过引入碰撞效率和分形维数Df建立的新的聚团核模型更符合实际情况;改进的聚团核模型模拟的结果更接近实验结果。