内循环厌氧反应器(Internal Circulation Anaerobic Reactor，简称IC反应器)是新一代高效厌氧反应器，是目前最高效的厌氧反应器之一，可应用于生活污水和酒精生产等领域中的废水处理。目前关于IC反应器的研究主要集中在反应器的启动性能、操作特性以及处理效能等方面，关于反应器内部流体流动特性的研究较少。本文以IC反应器为研究对象，采用计算流体力学方法，对反应器内气-液两相流和气-液-固三相流进行了非稳态数值模拟研究。内循环的形成是IC反应器稳定运行的关键，而表观气速是反应器内循环的关键影响因素，本文探索了气相表观气速对反应器内循环形成过程及稳定运行的影响规律。模拟结果表明，表观气速对反应器内运行状况影响显著，当表观气速小于0.003m/s时反应器内不能形成循环流动；当表观气速大于0.02m/s时，气体无法及时排除，反应器无法正常运行。在本文研究的气速变化范围内，表观气速为0.007m/s时，反应器内循环过程形成最快，且反应器体积利用率最高，表明该气速是所研究IC反应器的最佳启动和运行表观气速。IC反应器是在气-液-固三相物料的位差与密度差形成的推动力下运行的，因此高径比是该类反应器重要结构参数。本文以工业规模反应器为研究对象，在保持反应器体积及进气量、进水量不变的条件下，对高径比分别为4，6和8的三组工业规模IC反应器建立模型，并进行模拟研究。结果表明，高径比为6的反应器表现出更好的反应器性能：反应器达到内循环及稳态所需的时间较低，液体循环能力更强、三相分离器液相截留能力更佳且反应器内气液混合更均匀。污泥颗粒在反应器内的运动状况是内循环厌氧反应器运行效果好坏的关键因素。本文考察了固体颗粒对反应器性能的影响，结果表明，固体颗粒的加入使得一级提升管和二级提升管内的气相体积分率分别降低了18%和8%，回流管内液相轴向速度降低了35%，一级提升管、二级提升管内轴向速度分别降低了13%和60%。本文采用计算流体力学方法，对内循环厌氧反应器进行了气-液两相流和气-液-固三相流模拟研究，模拟结果可为此类反应器的进一步研究提供一定理论依据。