流化床具有较强的传热传质特性,旋风分离器作为结构简单、技术成熟的气固分离设备,两者均被广泛应用于电力、石油化工等工业应用中。随着CFD（computation fluid dynamic）技术的发展,CFD被广泛应用于气固两相流系统的研究中。CFD技术的核心在于利用数学模型对物理问题进行建模计算,所以利用CFD技术对流化床和旋风分离器进行准确的数学建模,进而实现对其的准确模拟,对流化床与旋风分离器的工业应用具有重要的意义,本文的主要研究内容如下:首先对目前常用的Syamlal-OBrien曳力模型、Gidapow（简称GM）曳力模型以及考虑颗粒团聚影响的修正后Syamlal-OBrien（简称SOM）曳力模型的曳力系数特性进行总结分析,根据颗粒浓度分区选择曳力模型,提出改进后的分区曳力模型,且分区曳力模型的曳力系数特性曲线与DNS直接数值模拟得到的曳力系数特性曲线相吻合。其次对提出的分区曳力模型进行流化床模拟验证以及对模拟得到的流化床流动特性结果进行分析,结果表明:分区曳力模型模拟得到的床层膨胀率和压降与实验结果吻合较好,且分区曳力模型模拟的床层膨胀率和压降的误差均小于其他曳力模型模拟的结果。分区曳力模型可以捕捉到流化床的初始流动结构、气泡的生成至破碎阶段以及流化床内循环的“环-核”结构。最后基于大涡模拟耦合MP-PIC的方法对旋风分离器的流动特性进行数值模拟。气相的湍流模型采用大涡模拟,颗粒相采用MP-PIC方法,且考虑旋风分离器中颗粒相与气相之间的相互耦合作用,分别从旋风分离器的进出口压降、轴向速度、切向速度、静压分布、旋转中心偏移量和颗粒流动特性对旋风分离器的流动特性进行分析,结果表明:大涡模拟耦合MP-PIC的方法对进出口压降的预测结果与实验值相吻合,验证了大涡模拟耦合MP-PIC方法的适用性。旋风分离器的切向速度和轴向速度分别呈现“M”型和倒“V”型分布;静压沿径向方向下降梯度较大;分析了入口风速对切向速度、轴向速度和静压分布的影响;旋转中心在截面的坐标位置和偏心距证明了旋风分离器的内部流场具有一定的非对称性;颗粒的速度矢量图呈现出颗粒的流动规律;颗粒在旋风分离器顶部的停留时间表明了旋风分离器的“顶灰环”现象。