循环流化床由于其良好的燃料适应性和排放控制效果在煤炭燃烧和气化行业得到了广泛的关注和应用。但是循环流化床是一个复杂的流动体系，呈现多相、多尺度、非稳态、难测量等特点，使得对其内部复杂的气固流动特性尚缺乏深入的了解，这就对循环流化床的设计、优化、放大等造成了一定的影响。 

　　针对此，工程热物理所循环流化床团队对三维全回路“冷态”循环流化床内气固流动特性进行了大量的数值模拟研究，同时结合相关的研究成果，归纳总结了数值模拟中采用的模型，包含不同的数学模型、不同的气固相间曳力模型和湍流模型的应用范围和区别，以及这些模型在应用中存在的一些关键问题。同时对回路中的提升管、提升管出口、旋风分离器、立管和循环阀内的气固流动特性进行了详细的分析和整理，并将大部分数值模拟结果与实验数据进行验证校核，提取出了一系列提高数值模拟精度需要解决的问题。最后，展现了循环流化床全回路数值模拟在未来面临的挑战和发展趋势。随着计算技术的发展和模型的进步，下一步针对循环流化床的数值模拟将在燃烧和传质传热上取得突破。这些内容为循环流化床内部气固流动特性的全面认识提供了重要的价值，也为循环流化床的设计、优化和放大提供了重要的理论和数据支持。 

　　相关研究成果以综述形式发表在化工领域顶级期刊Powder Technology上。该研究得到研究工作得到国家自然科学基金（No. 52006222），国家重点研发计划（2018YFF01013801）和中科院国际合作的支持。 

　　论文链接：https://doi.org/10.1016/j.powtec.2022.117181 

图1. 气固流动数值模拟模型

图2. 循环流化床全回路数值模拟