长期以来,复杂几何边界流动问题一直是计算流体力学领域的一大难题,用传统的计算方法对烟气在移动颗粒层多孔介质内部细微通道的流动状态进行数值模拟将十分困难.格子气方法作为一种新型的计算流体力学技术,在几何边界条件的处理上具有传统建模方法无法比拟的灵活性,它的产生和发展为模拟复杂边界条件的流动现象提供了新的手段.在固相颗粒场的模拟中,直接数值模拟的软球模型直接以经典的牛顿定律为基础,所依据的理论准确可靠,可以追踪、记录场中每个颗粒的轨迹和运动状态,通过计算机动画显示颗粒的运动过程,可以方便的发现颗粒间的运动碰撞规律.该文开创性的将格子气方法和软球模型结合起来,采用直接数值模拟法建立一种全新的气-固两相流数学模型,在两相流模型中分别针对FHP格子气自动机和软球模型做了单独的分析.利用这种方法建立一个移动床过滤除尘器数学模型,模拟除尘工况,研究烟气在虑料颗粒层复杂细微通道内的流动特性,并将模拟结果与实验结果对比分析,得出一些定性规律,从中探讨除尘机理.为了研究过滤层内多孔介质的结构,以便更深入地对除尘机理进行探讨,该文用OpenGL编写了一个三维动画计算平台,模拟计算结果形象逼真,对虑料颗粒层多孔介质细微通道的形成、结构进行分析研究.因为该文采用的FHP-Ⅱ格子气模型只能用于计算二维气相场,所以我们利用粉尘颗粒与虑料颗粒在体积以及质量的数量级差距,对过滤器模型做了一些相应的简化.在边界条件的处理上作出了大胆的尝试,将虑料颗粒简化为不动的固体边界条件,并且将三维颗粒作柱状简化.模拟过程中,充分利用软球模型的优点,跟踪到每一个粉尘颗粒,统计粉尘颗粒与虑颗粒的碰撞频次,从颗粒碰撞的角度来研究除尘机理.研究结果表明,粉尘颗粒与过滤层颗粒间碰撞次数同过滤除尘效率之间在变化趋势上存在定性的一致,颗粒间的碰撞对除尘效果起着重要作用.移动床颗粒层除尘过程数值模拟的结果表明,系统的表观速度,虑料粒径以及粉尘粒径对除尘性能有着重要影响.模拟结果显示的碰撞次数随着这些参数的改变趋势与实验结果得出的除尘效率的改变定性一致.计算结果表示在移动床过滤中过滤效率对尘粒粒径具有明显的的选择性,模拟结果说明了整个模型的正确性,同时也说明了可以用数值模拟的方法辅助进行移动床颗粒层过滤器的设计和运行优化.该模拟方法,从方法上看具有较好的价值.