随着固液两相流旋流分离技术的迅猛发展,人们对固液两相流所形成的三维强旋流场有了不断深入的认识,并形成了完整的理论模型。但是针对颗粒由于其运动速度快,轨迹复杂,难于观察和测量;颗粒在旋流场内发生大量的碰撞,在不同时刻和位置,每个颗粒的运动受力情况都不一致;流场与颗粒相互影响,形成强烈的耦合作用,增加了研究系统的复杂性。针对目前旋流场内颗粒的分离理论方面的研究还停留在理论推导层面,本文将对颗粒动力学特性展开详细研究。论文以常规切向单入口旋流器为研究背景,以计算流体动力学和离散元耦合法为研究手段,对固相颗粒在旋流场作用下的运移动力学特性进行了研究分析。建立了颗粒在旋流场内的运动模型以及颗粒群与壁面间的碰撞模型。分析了固液两相流在CFD-DEM双向耦合作用下流场及颗粒的运动特性,对耦合流场的压力分布、速度变化规律进行了深入研究,在此基础上完成了PIV流场测试分析,保证其数值模拟的可靠性;同时重点分析了固相颗粒的运动轨迹、停留时间、受力特点;并基于离散元法完成了颗粒对壁面的碰撞研究,分析了颗粒碰撞过程中速度、轨迹、冲击力、能量的变化规律。研究确定了固液耦合作用下单入口旋流器的切向速度最大面和零轴速包络面;得到了颗粒运动过程中的浓度分布特点,发现颗粒除了大量积聚在壁面附近外在零轴速包络面附近也存在大量颗粒集聚;颗粒在旋流场内停留时间呈正态分布,溢流口颗粒停留时间分布在1~2s之间,底流口颗粒停留时间分布在3~5s之间;颗粒在旋流场内的运动和受力存在着紧密的关系,得出了颗粒运动过程中具体的速度、受力关系;根据颗粒与壁面的碰撞研究获得颗粒入射角越大,颗粒碰撞越剧烈;颗粒在碰转过程中所承受最大冲击力0.011N,颗粒碰撞会造成颗粒大量能量损失;当入射角在30°时颗粒对弧形壁面冲击最弱。