填充床在化工领域应用广泛,床层内流体的流动状态对传质传热有重要影响,进而直接影响填充床内反应效果,床层内流体的流动状态与床层内部的孔隙结构有直接的关系。因此,认清两者之间的关系对提高填充床内的反应效果有着重要意义。本文采用离散单元法,建立颗粒的填充模型,用泰森多边形法对填充床的孔隙结构特性进行了分析。采用格子Boltzmann法,对填充床内部的单相流体流动特性进行了模拟分析。最后结合泰森多边形法和格子Boltzmann法,对床层内的孔隙结构特性和孔隙内流体流动特性之间的关系进行了研究。对床层内颗粒周围空间及这个空间内流体流动速度的分析发现,床层流动速度与颗粒周围空间的大小有密切关系,颗粒在某处的空间距离越大,流体的流动速度就越大,也就越容易出现逆流。利用泰森多边形法计算床层内孔隙直径的分布特征,并计算这些孔隙内流体的流动速度特征。结合孔隙直径的分布和不同孔隙内的流体流动速度特点,将床层内的孔隙分为了大孔、中孔和小孔三个等级。颗粒间的孔隙越大,孔隙间的流体流动状态越不均匀。