旋风分离式集沙仪有助于了解风蚀等风沙运动规律。国内外对集沙仪,研究主要集中在风洞试验、野外试验。随着有限元方法的发展与进步,本文主要运用Fluent软件以及ANSYS Workbench软件,对旋风分离式集沙仪内部流场进行数值模拟,分析其工作时的原理,以及气体(空气)进入到旋风分离式集沙仪后的运动规律,提出改进方案,提高集沙效率。经分析得到以下结论：采用RNG k-ε模型和雷诺应力模型对旋风分离式集沙仪进行数值模拟,可以真实形象的展示气相的运动情况,观察到“短路流”和“二次流"的存在。同时,对三种不同结构参数的旋风分离式集沙仪进行室内风洞试验,得出结构参数筒体直径50mmm；锥体段高度125mm的旋风分离式集沙仪第一层集沙量最多,具有较好的分离性能并运用Fluent软件对三种不同结构参数的旋风分离式集沙仪进行数值模拟,得出结构参数D=50；HC=125旋风分离式集沙仪集沙盒底部的最大湍动能为0.99m2/s2,集沙盒内的最大切向速度为8.17m/s,集沙盒底部最大向上轴向速度为1.48m/s。最后,通过数值模拟与试验相结合,确定降低集沙盒底部向上的轴向速度、切向速度和湍动能为目标函数。改进旋风分离式集沙仪集沙盒的直管长度,选取选择直管长度为16mm的集沙盒,可以降低集沙盒底部的湍动能和向上的轴向速度。理论上可以提高旋风分离式集沙仪的集沙量,从而提高集沙仪的集沙效率。