太阳能作为清洁且可再生的能源之一未来很有可能是代替传统化石燃料的首要选择,太阳能热利用技术应运而生。聚光太阳能发电技术近年来得到迅速发展,是太阳能大规模热利用技术的重要发展方向。聚光太阳能发电系统的关键部件之一的吸热器,决定着整个系统的热电转换效率。20世纪80年代,美国Sandia国家实验室提出了一种颗粒吸热器,该种颗粒吸热器对吸热器的热性能有了很大的提高,在吸热器内颗粒可以被加热到1000K,提高了吸热器的热效率并简化了储热系统。尽管研究者们针对如何提高颗粒式吸热器效率开展了广泛的研究,但是相关的模拟研究仍不够全面,例如颗粒初温、辐射入射强度、空气窗及其参数等因素对颗粒式吸热器的热效率的影响研究尚不充分。此外,在有风的情况下且有空气窗保护的吸热器的性能的模拟研究中,模型设计、计算区域选择和工况设计等方面依然存在着不足。有鉴于此,本文基于欧拉-拉格朗日方法对颗粒式吸热器中的气固两相流动进行建模,采用离散颗粒模型（DPM）对吸热器中的颗粒进行描述,外部太阳辐射源项和吸热器内辐射场的相互作用通过Solar ray tracing模型和离散坐标模型（Discrete Ordinate,DO）描述,研究了（1）太阳辐射强度、颗粒直径、颗粒质量流量和颗粒初温对颗粒温升以及吸热器热效率的影响,（2）风速及风向角对吸热器性能的影响;（3）空气窗对吸热器热性能的影响。通过数值模拟研究了太阳辐射强度、颗粒直径、颗粒质量流量和颗粒初温对颗粒吸热器内温升和吸热效率的影响。研究表明:入射辐射强度增加,颗粒出口温度提高,吸热器效率提高;颗粒粒径减小,颗粒出口温度升高,吸热器效率提高;质量流量增加,颗粒出口温度降低,吸热器效率提高;颗粒初温增加,颗粒温升降低,吸热器效率降低。研究了空气窗的作用,研究表明空气窗可以有效防止吸热器内部热空气的逸出以及防止外部冷空气进入吸热器,针对不同的喷射速度,得到了当空气窗喷射速度达到8m/s时,颗粒出口温度达到最大,吸热器效率达到最大。研究了环境风速和风向对吸热器性能的影响。将水平方向上风向与吸热器辐射入射口内法向的夹角定义为α角,将垂直方向上风向与吸热器辐射入射口内法向的夹角定义为β角。研究发现,在没有空气窗保护的情况下,当风向角为α时,吸热器效率在12.47%到63.32%这个范围内变化。对应的粒子的平均出口温度分别为920.6K（吸热器效率12.47%）和1114.6K（吸热器效率63.32%）。当风向角为β时,吸热器能达到的最大效率为55.91%,与之对应的颗粒出口平均温度为1086.33K。在有空气窗保护的情况下,吸热器效率在不同风向角α的工况下能够达到的最大效率为57.08%,对应的粒子的出口平均温度为1090.79K。最低效率为14.82%,粒子平均出口温度为929.55K。当风向角为β时,吸热器能够达到的最大效率为58.5%,对应的粒子的出口平均温度为1096.22K。最低效率为52.7%,粒子平均出口温度为1074.08K。