多孔介质燃烧是一种很有前途的新型燃烧技术,与自由空间燃烧相比,其具有许多潜在的优点。近年来,随着对多孔介质燃烧理论和技术的深入,国内外研究者将其运用于天然气以及瓦斯等气体的燃烧中。然而,由于多孔介质既有固相的骨架部分又存在非固相的孔隙部分,这就使得要想全面的了解多孔介质燃烧的燃烧等特性,需要深入探究颗粒堆积结构以及多孔介质内流体流动和传热特性。为了深入探究多孔介质流体流动和传热特性,多孔介质结构均是复杂和无规律的,对其结构进行准确的描述非常困难。本文依据实际的颗粒堆积型多孔介质堆积结构,建立了颗粒随机堆积的多孔介质结构模型,并结合计算流体力学,对颗粒堆积结构、孔隙率和多孔介质内的流体流动及传热过程进行数值模拟研究,本文主要完成的工作如下:首先,采用离散单元法建立了与实际随机多孔介质结构相似的颗粒堆积结构模型。由于离散单元法是对颗粒下落堆积的过程进行仿真,需要在颗粒下落堆积稳定后结合三维建模软件完成颗粒堆积模型,进而实现最终堆积结构的重建,因此离散单元法得到的模型与实际多孔介质堆积结构高度相似,且颗粒堆积结构具有鲜明的随机性。其次,以得到的随机堆积结构几何模型为基础,对不同颗粒个数的堆积构成的多孔介质床层内流体的流动与压力分布特性进行研究。通过模拟结果与实验数据的对比,全面验证了多孔介质结构模型及计算模型的有效性;最后,在以上分析的基础上,对多孔介质床层内传热特性进行分析,并详述了气体速度对多孔介质内流体流场和温度场的影响。可得:（1）采用离散单元法构建了颗粒个数（N）N=100-500的随机堆积模型,并将得到的堆积模型的总体孔隙率与径向孔隙率分布于文献中的实验结果进行对比验证,得到的多孔介质堆积结构与实际燃烧器内的填料实际堆积结构较为符合。（2）相同进口速度下堆积不同颗粒个数的堆积床压降随着颗粒堆积颗粒个数的增加大致呈线性增加;不同颗粒个数在颗粒的尾迹和床层的末端处均存在低速区甚至流体滞止区;不同颗粒个数床层周向平均周向速度与径向孔隙率分布趋势相同。（3）堆积床的压降随着进口速度的增加波动越剧烈,这有利于不同流体在床层中的互相掺混;不同进口速度下堆积床内轴向平均湍动能和轴向平均湍流耗散率变化趋势大致相同,且随着进口速度的增加湍动能和湍流耗散率波动越大,这反映了随机堆积床中的空间扭曲度较大,造成局部耗散率值极高的现象,可能会对燃烧过程造成影响。（4）高温区域聚集在圆柱结构中心处,且随进口速度的增加范围逐渐减小;颗粒尾迹处存在的低速区,导致床层热量分布不均匀,在颗粒尾迹处形成明细的局部高温区,进而加剧了床层温度分布不均匀性。（5）堆积床靠近管壁位置出现狭长的低温区,且随着进口速度的增加狭长低温区面积变大;由于随机堆积的颗粒在床层中的不均匀性导致热量在床层内出现了等温面倾斜,且随着时间的增加倾斜角度逐渐减小。