PM_2.5污染已成为我国突出的大气环境问题,燃煤电站和工业过程的排放是引起我国大气环境中PM_2.5含量增加的主要原因。如何从源头上控制PM_2.5的排放已成为亟需解决的重大问题,声凝并被认为是一种富有应用潜力的PM_2.5脱除预处理技术,其原理是利用外加声场作用促进颗粒发生运动进而凝并在一起,使得颗粒数目减少、粒径增大,从而提高常规除尘装置对颗粒物的脱除效率。探明声场中颗粒物的微观动力学特性对于认识声凝并机理和过程至关重要。此外,声波夹带法可用于颗粒粒径测量,研究颗粒物的微观动力学特性可以丰富颗粒测量理论的内容。结合声场中颗粒物动力学在声凝并和颗粒粒径测量方面的应用,本文通过数值模拟方法,研究气温和颗粒密度对声场中球形颗粒运动的影响、基于BFH方程的声波夹带法测量颗粒粒径的误差及测量范围,以及颗粒团聚体在声场中的运动。在考虑粘性夹带力和非稳定力,包括Basset力、压力梯度力、虚拟质量力的情况下,建立单颗粒在声场中的动力学模型,研究气温和颗粒密度对声场中颗粒动力学的影响规律。结果表明,粘性夹带力对颗粒运动起主导作用;气温升高,压力梯度力与粘性夹带力之间的相位差减小,Basset力、虚拟质量力与粘性夹带力之间的相位差增大。研究还发现,气温较低时,颗粒密度对颗粒运动有重要影响,夹带系数随着密度的增加而迅速下降;气温较高时,颗粒密度对颗粒运动的影响较小,颗粒位移振幅和夹带系数相对低温时明显增加。基于考虑了非稳定力的颗粒动力学模型,研究频率和颗粒密度对基于BFH方程的声波夹带法测量颗粒粒径误差的影响,以及一定频率和声强的声场条件下颗粒粒径测量范围。结果表明,随着频率的增加,粒径测量误差先减小后增大。对于特定粒径的颗粒,存在一个使理论误差为0的最佳测试声场频率值,低于该频率,粒径测量偏大;高于该频率,测量值偏小。随着密度的增加,粒径测量误差不断减小,最终几乎保持为0。对于相同密度的颗粒,粒径越大,对应的粒径测量误差越小。随着声波频率的增加,粒径测量范围不断减小;随着声强的增加,粒径测量范围不断增大。建立水平驻波声场中颗粒团聚体的动力学模型,研究粒径相同的原始颗粒组成的直链颗粒团聚体,以及两个粒径不等的原始颗粒组成的直链团聚体的平动和转动特性。结果表明,对于粒径相同的原始颗粒组成的直链颗粒团聚体,其平动不受所含原始颗粒个数的影响,转动速度随原始颗粒个数的增加而增大;随原始颗粒粒径的增加,团聚体平动振幅减小,转动速度降低;团聚体平动不受初始时刻团聚体与声波方向夹角的影响,而转动范围由初始夹角决定;团聚体质心初始位置由速度波节向波腹移动的过程中,其平动振幅和转动速度均增加。研究发现,对于两个粒径不等的原始颗粒组成的团聚体,如将其视为球形,则原始颗粒粒径差异和团聚体自身的体积越大,团聚体的平动振幅被低估的程度就越大;随着原始颗粒粒径差异的增大,团聚体的转动速度先增加后减小,原始颗粒粒径比在1:2附近时团聚体的转动速度最大;团聚体的平动不受初始夹角的影响,而转动速度则在初始夹角由0增加至p/2的过程中,呈现出先增大后减小,又再次增大的趋势;随着团聚体质心初始位置由波腹向波节移动,颗粒团的平动振幅和转动速度均减小。