振动流化床是将机械振动的能量加入到流化床的一种流化床形式,由于振动力的加入可以降低床层压降、起始流化的速度,提高床层的均一性和稳定性等优点,并且振动流化设备是一种具有高效传质传热特性的设备,所以广泛地应用于干燥、喷雾造粒及分选等诸多工业过程。随着CFD的不断发展,将理论分析和计算结合的数值方法越来越展现巨大的发展潜力,对于多相流研究起着重要作用。本文采用CFD数值模拟方法,利用流体力学模拟软件Fluent,自行编写振动网格UDF程序,对振动流化床内局部流体力学特性进行了系统的模拟研究。通过数值模拟与实验测定结果的比较分析,为设计开发此类反应器、优化过程操作和提高反应效率提供详细的数据支持和可靠的理论指导。(1)综述了前人对振动流化床实验与数值模拟等多方面的研究进展。欧拉方法是最早应用到流化床模拟的方法之一,但是欧拉模型不考虑颗粒的尺寸、形状、碰撞等微观特点,相比而言DEM模型更适合研究振动流化床,而且所需经验参数较少。但是由于DEM模型复杂将消耗大量计算时间,以往文献只是针对二维振动流化床或伪二维振动流化床进行模拟,颗粒数量级较小,并不能准确反应振动流化床的颗粒运动特性。这些问题是进行本文研究工作的原因。(2)对二维振动流化床进行了实验研究和数值模拟,实验研究了振动流化床中床层压降的变化,并采用欧拉模型模拟了振动方向、固含率、颗粒速度的影响。实验研究发现振动力的加入会增强颗粒的流动性,床层压降更接近于理论值。数值模拟发现竖直振动作用使床层底部形成低颗粒浓度区域,振动间隙出现并产生大气泡,而水平作用使床体侧壁出现振动间隙；振动强度的增大有利于流化效果,振动频率增大到一定程度效果减弱。(3)采用DEM模型的CFD数值模拟方法,突破以往二维模型、少量颗粒的数值模拟限制,建立了10万颗粒数量级的三维模型。模型能更好的模拟三维振动流化床各个方向颗粒碰撞,更真实的预测流体流动特性和颗粒的分布,随着计算机技术的不断发展,10万颗粒数量级的三维模型模拟时间更快了。研究了振动对固含率、颗粒速度、床层空隙率等的影响。