颗粒聚团现象是稠密气固两相流动中的一个重要特征。颗粒聚团现象存在于工业过程很多领域中,如药品制造、煤粉燃烧等。对颗粒聚团现象的研究具有非常重要的学术意义和工程价值。近年来,一些学者对两相流动中颗粒聚集过程进行了数值模拟研究。但由于颗粒团的形成机理十分复杂,影响因素众多,在研究过程中并不能考虑全面。总体而言,关于颗粒物性对颗粒团的影响研究还不多。本文主要考虑颗粒物性的影响。颗粒物性主要指颗粒尺寸、颗粒表面粘性和弹性恢复系数等。但在多相流动数值模拟过程中,很多人都忽略了两相密度比这一数值对整了个流动的影响。因此,在本文的计算过程中,加入了两相密度比这个因素对两相流动的影响。在此基础上,通过对两相流动的速度、受力以及结构因子等参数进行分析,希望能够对现有两相研究做一个简单的补充。格子-Boltzmann方法是根据格子气自动机、分子运动论和统计物理的理论发展起来的一种全离散局部动力学模型。考虑到计算时间以及成本的问题,本文将以格子-Boltzman方法为基础,构建三维两相沉降系统,考虑不同密度比条件下的两相流动(涵盖液固两相以及气固两相流动),对沉降系统中的颗粒运动进行数值模拟。研究表明,在低密度比条件下,颗粒在整个计算域内分布比较均匀,并没有形成明显的非均匀结构。在高密度比条件下,颗粒在整个计算域内出现不同程度的非均匀分布,且随着固相体积分数的增加,这种非均匀现象更加明显。颗粒所受的无量纲曳力和曳力系数在随着固相体积分数以及密度比的增加而增加。高密度比条件下,颗粒所受的无量纲曳力和曳力系数比低密度比条件下数值大。密相结构中,颗粒所受的无量纲曳力以及曳力系数比计算域内时均值要大。在固相体积分数为较低时,低密度比以及高密度比中,密相结构中颗粒所受的无量纲曳力以及曳力系数与计算域内时均无量纲曳力以及曳力系数数值几乎重合,说明在固相体积分数较低时,可以忽略非均匀以及密度比的影响。而在固相体积分数较高时,则需要考虑非均匀结构以及密度比的影响。通过对两种阿基米德数下,密度比为1000的沉降系统非均匀结构中颗粒所受的无量纲曳力以及曳力系数进行详细研究可以得到,随着沉降系统中非均匀结构固相颗粒体积分数的增加,颗粒所受的无量纲曳力以及曳力系数增加。同时,密相和稀相交界面处颗粒所受的曳力与其处在加速阶段还是减速阶段有关。