可吸入颗粒物是大气主要的污染物之一,富集多种有害物质,对环境和人体的健康造成严重的危害。这些颗粒物具有如下特点:粒径小、数目多、易悬浮难沉降,因此常规的除尘设备很难对其进行收集。可吸入颗粒物防治的一个重要方法是首先对其进行预处理,即使粒径较小颗粒团聚成为粒径较大的颗粒,然后再利用常规的除尘设备进行有效的清除。声波团聚是在外加声波的作用下,使细颗粒物发生相互碰撞和团聚,在短时间内,颗粒的粒径分布将发生从小到大的变化,使团聚后生成的细颗粒群的平均粒径增大,这样就可以很容易使用常规设备除尘将其清除。声波团聚被认为是一种可操作的、简单易行的对可吸入颗粒物进行预处理的有效方法。本文利用声波压的变化规律来研究颗粒的聚合运动,模拟了分离器颗粒预处理过程中的流场,并数值计算了颗粒的运动轨迹,观察到颗粒在流场中相互碰撞的现象。进一步模拟了旋风除尘器中的流场和颗粒场,得到其中的流场是不均匀分布的旋流,通过对颗粒场中颗粒运动轨迹的分析,得到小颗粒容易随气流排出,相对于大颗粒而言较难收集。在以上研究基础上,分析了颗粒在旋风除尘器中的清除效率,研究结果表明,在只考虑颗粒所受声波力的情况下,虽然能观察到颗粒的碰撞,但清除效率变化不明显,其原因是没有考虑团聚核函数和团聚动力学方程,即颗粒虽然发生了碰撞但团聚没有得到充分体现。本文给出了团聚核函数的推导过程,并数值求解了团聚动力学方程,得到声波作用前后颗粒浓度的变化趋势,即粒径较小的颗粒浓度降低,粒径较大的颗粒浓度增加。基于此结果,让一定数目的颗粒群在声波作用前后分别通过旋风除尘器,统计被收集的颗粒数目,来进一步分析颗粒的清除情况,统计结果显示在考虑团聚核函数和团聚动力学后,颗粒的清除效率有所提高,这充分说明了颗粒的团聚对颗粒分离的效果。