粒子填料床广泛应用于化工、冶金、农业等诸多领域,研究其中的流体动力学特性可以为填料床使用中出现的问题提供解决方案,并为填料床设备的设计和制造提供理论基础。本文利用计算流体力学软件FLUENT,对球形粒子填料床内的单相流体流动进行了模拟,主要工作及结论如下:首先,建立了球形粒子填料床的二维模型,对于填料床中的流动特性进行了模拟,分析了粒子间隙大小、进口速度及粒子排布方式三个因素对于流动的影响,结论包括:压力在轴向上呈递减分布,压降、流速和涡流情况与粒子间隙大小成反比;压降和出口速度与进口速度大小成正比;三角形排布时,管壁附近的区域流速较大,相较于四边形排布,三角形排布的压降更大,但流动更加均衡,涡流情况较弱。其次,对带有扩径区和凹陷区的球形粒子填料床的二维模型进行了模拟,两类填料床的压力分布与正常管柱的填料床相同,都是在轴向上压力大小递减,径向上大小相等;进出口压降则由于变径区的存在而增大,带扩径区时压降增大的幅度在10%左右,带凹陷区时压降增大的幅度超过10%;扩径段内的流动速度则由于流动区域的增加相对减小,涡流情况也相应减弱;随着扩径区直径d_ex的增大,压降先增大后减小;凹陷段内的流动速度因为流动通道尺寸的减小而增大,相应的涡流情况也更加严重;压降随着凹陷区直径增大而增大。最后,对直径比D/d在1³之间的几种填料床的三维模型进行了模拟,分析了填料床孔隙率与直径比的关系,发现直径比D/d<2时,得到的孔隙率与直径比成正比,直径比D/d=2.3时,孔隙率的大小受到粒子填充方式的影响,三种填充方式对应的孔隙率大小顺序为（C）>（A）>（B）;填料粒子与管壁之间的宽阔空隙构成了流动的主要通道,这些较大的空隙内,压力和流速较大,涡流情况较弱,而填料粒子之间的间隙内和粒子与管壁之间的狭窄空隙内,压力和流速较小,涡流情况严重;直径比D/d在1³之间的填料床的压降与Ergun^[47]方程偏差很大,不能用Ergun^[47]方程来预测压降;根据压降数据得到的修正方程与计算结果基本吻合,与文献方程偏差不超过5%,因此可以来预测压降。