稠密气固两相流动不仅包含了气体与颗粒之间的非线性耦合,还包含了颗粒与颗粒之间的碰撞耗散,从而在流动结构上呈现出强烈的时空非均匀特征。颗粒动力学理论从颗粒的微观运动和碰撞行为出发,提供了颗粒相拟流体的输运方程和本构关系,被广泛应用于稠密气固两相流动的双流体方法数值模拟研究之中。目前常用的颗粒动力学模型假定颗粒是光滑无摩擦的,仅仅考虑了颗粒法向上动量和能量的传递与耗散；然而实际颗粒都是表面粗糙有摩擦的,颗粒碰撞时应兼顾法向和切向上的贡献。因此,研究基于粗糙颗粒的动力学模型及数值模拟具有一定的理论意义和实用价值。本文粗糙颗粒动力学模型具有以下特点：一是采用库伦摩擦系数、法向和切向弹性恢复系数共同描述颗粒的二元碰撞行为,包括颗粒-颗粒和颗粒-壁面的碰撞；二是采用平动和旋转温度共同描述颗粒的脉动特征,并同时求解相应的输运方程。采用基于粗糙颗粒动力学模型的双流体方法,数值模拟了鼓泡流化床内稠密气固两相流动特性。模拟结果与实验数据及拉格朗日方法得到的结果进行了对比研究,发现本文模拟结果与欧拉-拉格朗日方法模拟结果具有很好的相似性。考虑粗糙颗粒的碰撞及旋转运动,更能反映出鼓泡流化床内的实际特征。应用粗糙颗粒模型研究了不同法向弹性恢复系数、摩擦系数和切向弹性恢复系数对于鼓泡流化床内气固两相流动特性的影响。其中颗粒切向弹性恢复系数对时均气固流场结构的影响甚微,摩擦系数和法向弹性恢复系数对于床层内动态特性的影响较大。相比增大摩擦系数的方法,降低法向弹性恢复系数能够以较小的颗粒平均床层高度产生更大的脉动幅度。但法向弹性恢复系数的改变并不会影响时均气固流场的基本形态,没有摩擦系数带来的影响强烈。将壁面光滑因子与物性参数和流动参数相关联,构建出有效的计算模型,并在Couette颗粒流和鼓泡流化床的数值模拟中进行了定性定量分析,研究表明壁面光滑因子的计算模型有一定的准确性