本文通过采用流体体积法（Volume of Fluid,VOF）和离散元模型（Discrete Element Method,DEM）的耦合方法,湍流模型选用雷诺应力模型（RSM）,对水力旋流器中的气液固三相流进行了数值模拟研究。VOF用来计算流体相含率,DEM则用来追踪离散的固体颗粒的运动状态。通过网格无关性验证选取了2+1mm的网格尺寸组合,通过局部加密溢流出口和底流出口段的网格使得数值模拟的结果更加精确。通过单个颗粒从空气落入水中速度变化过程验证了该方法对颗粒-流体相互作用的正确性。颗粒群落入水中的过程则验证了体积守恒性。通过将数值模拟的结果与文献中的实验结果进行比较,验证了该数值方法对于水力旋流器的适用性。由于VOF-DEM模型可以精确地捕获颗粒流的气液界面和追踪颗粒的运动,因此首次描述了气柱在三维层级下的形成过程。研究发现水力旋流器中气柱的形成是自溢流口到底流口的过程。气柱在旋流器内部的分布呈现一种“上下粗、中部细”的分布情况。气柱在溢流口处的直径最大,距底流口1/4高度附近直径最小。随着入口流速的增加,气柱的形成时间明显减小,这种关系满足类指数函数关系,气柱的直径普遍减小;随颗粒浓度的增加,气柱的形成速度先加快,后减慢;而气柱的直径则呈现先增大后减小的变化状态;较低的气相体积分数时,气柱的形成时间更长,直径也更小。当进料处的气体很少时,无法形成完整的气柱。同等条件下,锥角小的旋流器的稳定时间越小,气柱形成的时间也越小。通过颗粒三相流在水力旋流器内部流动过程中的涡流速度变化及分布情况,确定了该50mm水力旋流器的切割粒径约为15μm。数值模拟结果表明。一般来说,当水力旋流器的进料流速增大时,三种水力旋流器溢流口处的水分流比均增加。至于旋流器的整体分离效率,随着进料流速的增加呈现出先增加后减少的变化趋势。这意味着在适当的进料流速下,水力旋流器的分离效率能够达到最大值。随着颗粒粒径的增大,水力旋流器对于固体颗粒的分离效率显著提高。