循环流化床（Circulating Fluidized Bed,CFB）锅炉具有燃烧效率高、污染控制好等优点,目前被应用于能源、化工、环境等行业。其中提升管内强烈的不均匀流动结构以及颗粒团聚物的出现,对设计整个循环流化床和流化床内的流动、传热及污染物的排放等都有很大的影响。多相质点网格法（Multiphase Particle-in-Cell,MP-PIC）能准确模拟颗粒间作用力的同时减少了计算时间。计算流体力学（Computational Fluid Dynamic,CFD）是利用计算机模拟技术对流体流动进行数值模拟,能生动形象地再现了流体流动的情景,并对试验研究进行补充。因此,本文基于CFD开源软件Open FOAM,采用MPPIC方法,对三维循环流化床中提升管内的气固两相流动特性和颗粒团聚物的特性进行了数值模拟研究。首先,在OpenFOAM开源软件上,利用C++语言,首次将Syamlal＆O’Brien和分区曳力模型应用于MPPICFoam求解器中并对提升管内的气固流动特性进行模拟计算。其次,选取三种不同的曳力模型:Gidaspow、Syamlal＆O’Brien和分区曳力模型对三维提升管内的气固流动特性进行模拟研究,结果表明:采用分区曳力模型得到的颗粒体积分数和颗粒循环量与试验结果最为吻合。然后,基于分区曳力模型对提升管内的气固两相流动特性进行数值模拟研究,结果表明:在提升管中心处（r/R=-0.5～0.5）时均颗粒体积分数较低而颗粒速度较高,但在壁面处颗粒体积分数较高而颗粒速度较低。当提升管相对高度（h/H）大于0.6时,提升管内的时均颗粒体积分数很小（约为0.05）;而颗粒速度较高且稳定在8 m/s左右。很好地描述出颗粒在提升管内沿轴向呈现“上稀下浓”,沿径向呈现“环-核”流动的不均匀分布规律。同时,在提升管内存在着不同尺度大小的絮状物、簇状物等颗粒团聚物。最后,通过阈值法研究了表征颗粒团聚特性的主要特征参数的分布规律,结果表明:团聚物的浓度与颗粒体积分数的分布规律相似,在提升管内呈现出强烈的不均匀分布现象。团聚物平均存在时间、时间分率会随提升管高度的增加而减小,而当高度增加时,团聚物出现频率随之增大;从提升管的中心到边壁处,平均存在时间、时间分率逐渐增大,而频率却逐渐降低。本文计算出的团聚物的平均存在时间的范围为5～45 ms,出现频率的范围维持在4～34 Hz之间。