颗粒流体系统是一个具有时空多尺度结构的复杂系统,其中颗粒聚团是一种常见的非均匀结构。聚团的特性对于流化床等各类反应器的正常运行具有重要影响。目前对于聚团的研究大多针对尺寸和浓度分布等宏观统计性质,而对其形成过程与结构特征的研究非常有限。本论文利用离散颗粒模型(DPM)模拟了含有数百万个粘附性颗粒的液固体系,提出了一种适用于DPM模拟结果分析的聚团识别和量化方法。这种方法可以充分发挥DPM模拟能够精确量化任意时刻每一个颗粒的速度和位置的优势,从聚团的尺寸、形状、稳定性角度表征其结构特征;通过跟踪颗粒进入或离开聚团的状态量化聚团生长和破碎的过程,并从颗粒受力的角度探究其机理。在论文第一章的文献综述的基础上,第二章分析并确定了本论文中DPM的具体设置、模拟对应的实验装置及主要参数,进而在实验和模拟中均观察到了聚团现象。在实验可观测的反应器中心区域,颗粒平均速度与体积分数与模拟吻合良好。第三章提出了聚团的识别与量化方法,并以此探究了反应器厚度、进料状态、粘附力强度对模拟结果的影响,从尺寸、形状、稳定性三个角度考察了聚团的结构特征。研究表明,聚团内颗粒数可以有效表征聚团的尺寸,而聚团内颗粒的平均配位数及配位数分布可以表征聚团的形状,配位颗粒表面间的平均距离及颗粒在聚团内的平均停留时间可以表征其稳定性。第四章提出了量化聚团生长与破碎的方法,并以此分析模拟结果表明:这些过程存在渐进或突变两种方式,并以前者为主;而粘附力、曳力、碰撞力的非均匀分布能显著影响聚团的净变化率、尺寸和形状。第五章总结了全文工作并展望了今后的研究方向。