我国是煤炭生产和利用的第一大国。伴随着煤炭资源的利用，产生了大量的SOx、NOx、烟尘等污染物，因此，发展洁净煤技术，在充分利用煤的热能和化学能的同时尽量降低排放，是我国目前及今后煤炭能源利用的一项基本政策。煤的间接液化技术将煤炭制成清洁燃料及其它化学品，既可以缓解我国对进口石油的依赖，也有利于提高煤炭的利用效率。煤间接液化技术的核心步骤是费托合成反应，反应器大多采用鼓泡塔。鼓泡塔反应器具有结构简单、加工制造容易、无运动内构件等优点，特别适用于高压操作条件及大规模的工业应用，近年来得到快速发展。本课题以煤间接液化技术为背景，展开对鼓泡塔内气液两相流体动力学的数值模拟研究。主要的研究内容如下。　　首先、对鼓泡塔内气液两相流动的复杂现象进行了剖析，指出气泡运动及其行为是影响塔内液相循环、流动结构、湍流强弱的主要根源，只有对气泡尺寸进行合理描述，才能较为真实的反应鼓泡塔内的流动现象。随后，对双流体模型(TFM)及其相关子模型（相间作用力、湍流、气泡尺寸）进行逐一阐述，确立了气泡尺寸是双流体模型模拟多相流的关键参数，群体平衡模型(PBM)是描述气泡尺寸及分布最为客观的方法。　　其次、描述了气泡合并分裂及其再分配过程，对文献报道的气泡合并及分裂机理模型进行梳理，并选取三种典型的合并分裂机理模型进行深入研究，进而提出改进的气泡合并分裂速率模型。改进合并速率模型主要考虑湍流涡随机运动、浮升力大小不同、大气泡尾涡夹带、速度梯度差异四种诱导气泡碰撞的因素和碰撞后发生液膜排液的合并机制。改进分裂速率模型不仅考虑湍流涡轰击、速度梯度剪切诱导气泡破碎，还考虑了母气泡的破碎方式，即气泡破碎形式取决于湍流涡所携带的能量和气泡所承受的应力。　　进一步、将改进气泡合并分裂模型与经典气泡模型进行对比，从气泡数量密度和体积密度两方面其合理性进行考察。在确立其合理性后，将改进气泡模型与双流体模型进行耦合，提出了TFM-PBM耦合模型。采用耦合模型对不同表观气速下、多种尺寸的鼓泡塔的流动特性进行捕捉，以验证模型的可靠性。模拟发现，改进的气泡合并分裂模型较为全面的考虑了不同的合并分裂机制，使得模拟数据（气泡尺寸分布、气含率、轴向液速等流动参数）与实验结果吻合良好。　　最后、对鼓泡塔内加入内构件进行模拟研究，重点考察由于壁面存在对塔内气泡运动的影响。指出了壁面润滑力对带有竖直列管鼓泡塔内流动模拟的重要性。在不同表观气速下，从有无内构件、内构件所占横截面积、内构件的尺寸变化等方面对鼓泡塔内流动特性进行多工况模拟，进一步拓展了TFM-PBM耦合模型的适用性。数值结果表明，随着细而多的竖直列管加入，气泡的径向运动受到阻碍，使得气泡诱导的液相湍流脉动降低;由于气泡被分散在列管之间，使得该区域的湍流耗散率显著增强，气泡的平均尺寸降低，气含率增加。此外，在高表观气速下，气泡诱导湍流起主要作用，液相的大尺度循环始终存在，液速大小受内构件位置（所占上升区域或者下降区域）影响较大。