混凝土泵车在中低层建筑的施工场合中已成为了混凝土浇筑的首选施工机械,其新拌混凝土泵送技术也一直是成功浇筑混凝土的关键技术。在泵车输送混凝土过程中,常常存在一些不利于混凝土泵送的现象,包括偏析、泌水、甚至管道堵塞。这些不良现象一旦存在,往往会使混凝土泵送失败。因此,需要对输送管中混凝土的流动特性以及混凝土泵送过程进行研究,另外能够预测施工中混凝土的泵送压力损失以及管壁磨损也具有重要意义。迄今为止,研究人员已开展了大量的泵送盘管试验来研究新拌混凝土在管道内的流动行为。虽能获取泵送产生的压力损失,但其流动行为的详细信息难以得到,包括新拌混凝土中粗骨料的运动,管壁的磨损机理等。为此数值模拟被认为是一种处理新拌混凝土泵送相关问题的有效工具。本文将采用计算流体动力学与离散单元法相结合的方法（Computational Fluid Dynamics-Discrete Element Method,CFD-DEM）建立新拌混凝土泵送的数值模型。本文以泵送压力损失最小为目标对混凝土泵车输送管（主要涉及泵送系统中的输送管,以及臂架系统中的输送管）的布局进行优化,另外还研究了管道曲率半径及粗骨料特性对泵车常见的90°弯头的外侧管壁磨损程度的影响。本文的主要研究内容如下:（1）采用CFD-DEM耦合的方法建立了新拌混凝土泵送数值模型,并且在建立模型过程中设置了合理的边界条件。在未考虑边界润滑层的情况下,对锥管和弯管的压力损失进行了预测,并与混凝土泵送施工技术规程中的经验公式计算值进行了对比验证。在考虑边界润滑层的情况下对直管的压力损失进行了预测,并与Kaplan等推导出的压力损失公式计算值以及Choi等的实验值进行了验证。另外,通过开展小型泵送试验,测出不同排量下直管段的单位长度压力损失,并和有无边界润滑层特性的模拟值进行了对比。（2）对混凝土泵车第一部分的输送管（即泵送系统中固定部分的输送管）的布局进行了优化。通过建立泵送模拟可以得出不同类型管道的长度、倾斜角度、曲率半径和弯管角度与泵送压力损失的关系,并由各个管道产生的压力损失的累加得到第一部分的输送管的总的泵送压力损失,以其空间位置固定为约束条件对第一部分的输送管的结构参数进行了优化。（3）对混凝土泵车第二部分的输送管（即臂架系统中的输送管）的空间姿态进行了优化。首先通过建立泵送模拟可以得到臂架管产生的压力损失与倾斜角度的关系,进一步地由各节臂架输送管产生的压力损失的累加可得到整个臂架输送管产生的压力损失,最后以各节臂架之间的最大转角以及浇筑位置为约束条件对其空间姿态进行了优化。（4）根据CFD-DEM耦合方法与Archard磨损模型建立了新拌混凝土泵送磨损模型。首先通过摩擦磨损实验得到Archard方程中的磨损系数,然后分析了弯管曲率半径、粗骨料含量、粗骨料形状、粗骨料尺寸对管壁磨损程度的影响,最后采用灰色关联度法评估了这些因素对管壁最大磨损速率的影响程度,并进行了因素的关联度排序。