燃烧源可吸入颗粒物对于人体健康和自然环境有严重的危害,了解其在燃烧过程中生成和长大过程的机理是控制颗粒物生成的前提。颗粒的成核、冷凝、颗粒之间的无规则的布朗碰撞凝并以及粗细颗粒之间的捕集作用过程对颗粒的粒径分布变化起着极为重要的作用。对这些过程的模拟及预报目前是燃烧过程和气溶胶动力学研究的热点之一。本文在总结了有关细微颗粒物成核、冷凝、颗粒布朗凝并碰撞以及粗细颗粒捕集作用的研究进展和相关数学模型、算法的基础上,对颗粒的初始分布作出一个合理的正态对数分布的假设,运用矩方法(Moment Method)对细微颗粒物尺寸分布随时间的变化进行了计算,同时将矩方法与流场模拟结合,讨论了颗粒尺寸分布随空间的变化情况。首先讨论了单分散系统中细微颗粒物的成核、冷凝和凝并三个基本过程,在这三者共同作用下,颗粒的数密度先增大后减小,平均体积先减小后增大,颗粒的分散性先增大后减小,最终趋于一致,同时,比较各单个过程的作用的结果表明凝并过程对颗粒的最终尺寸分布的影响最大。考虑到实际颗粒并非规则的球形颗粒,计算分析了非球形颗粒的凝并过程,结果表明,颗粒的不规则形状能加剧可以之间的凝并,与球形颗粒一样,非球形颗粒的分散性最终也将趋于一致。另外,针对典型炉膛内的工况,计算分析了多分散系统中细颗粒经历细颗粒之间的凝并和粗颗粒对其的捕集过程后的尺寸分布,结果表明,细颗粒之间的凝并仍然控制着其最终尺寸分布,而当初始分散性增大时,粗颗粒对细颗粒捕集的作用相对明显,但是仍然以细颗粒之间的凝并过程为主。而经历凝并和捕集以后的细颗粒的粒径多数分布在0.1μm～0.9μm之间,而0.5μm左右的颗粒数目最多。最后,探讨了流场输运和凝并过程对细微颗粒物的尺寸分布的影响,实现了矩方法计算颗粒场与流场模拟的结合。在后台阶流场中,流动较强的回流区域以及上部区域,颗粒之间的碰撞凝并发生得最快,轴线附近主流区域内的颗粒碰撞凝并后,其分散性逐渐趋于一致;对于初始分散性较大的情况,回流区域内强烈的流动使得分散性骤然增大,而在回流区域以外,颗粒的分散性逐渐降低,最终,颗粒将趋于原来的均匀程度。