颗粒在涡流和旋转流场中运动的研究在自然界以及工业生产中都有着广泛的应用背景。同时,颗粒的选择性聚集也是含有颗粒相的两相流中一种很常见的现象。本文通过CFD-DEM方法对颗粒在涡流和旋转流场中的聚集特性进行了数值模拟研究,包含气-固和液-固两部分。两相之间的耦合同时考虑了单向和双向耦合的情况,颗粒-颗粒以及颗粒-壁面之间的碰撞采用硬球或软球模型来处理。第一部分对重颗粒在圆形有界区域内由两个旋转小圆柱诱导的涡流场中的聚集特性进行了研究,属于气-固两相流系统。运动边界以及大的圆形壁面采用浸入边界法(IBM)处理,详细研究了颗粒斯托克斯数、流场雷诺数、旋转小圆柱中心与圆形区域中心之间的距离和颗粒数目对结果的影响,并对单向和双向耦合的结果进行了对比。结果发现,在单向耦合下存在5种稳定的颗粒聚集状态,双向耦合下颗粒运动更加不规律,稳定聚集状态消失;随着斯托克斯数和雷诺数的增大,更多的颗粒会聚集在圆形壁面;然而随着旋转小圆柱中心与圆形区域中心距离的增加,聚集在圆形壁面上的颗粒数目将减少;另外,由于两相之间的相互作用,双向耦合下比单向耦合下会有更多的颗粒聚集在圆形壁面。这一部分的研究背景与气旋式分离机等工业设备相关,研究得到的结果可用来对实现颗粒的分离或者捕捉的工业设备的设计提供思路。第二部分对颗粒在环形库埃特流中的惯性聚焦进行了研究,属于液-固两相流系统。首先通过将数值模拟的结果与文献中的实验结果进行对比来对数值模型进行了验证,接着研究了润滑力、雷诺数和颗粒密度的影响。结果发现,不考虑润滑力时模拟结果与实验结果存在偏差,颗粒的分布更加分散;随着雷诺数的增加,颗粒的平衡位置更加靠近外壁面;颗粒密度越大,其平衡位置离外壁面越近。