气力输送系统中的90°弯管承担着物料从水平至竖直运动状态的过渡与转变的角色,在物料输送过程中,颗粒在惯性的作用下运动到弯管后形成颗粒绳,并且以颗粒绳的状态沿管道外壁运动到竖直管后缓慢分散,导致颗粒与管壁之间发生磨损行为。鉴于此,本研究基于弯管内颗粒运动形态设计沙丘模型安装于90°弯管外壁,以改变颗粒在弯管-竖直管内流动形态,同时开展沙丘模型工况下颗粒流动特性研究。首先,结合颗粒和气流在弯管-竖直管内的流动特性,以阻塞比和弯管结构为设计依据,设计三种尺寸的沙丘模型（Model 1、Model 2、Model 3）安装在90°弯管外壁。采用数值模拟对气相和气固两相颗粒的流动形态、速度分布以及碰撞特性展开研究,结果表明:与传统输送工况相比,Model 2和Model 3输送工况下气流在竖直管道中的速度均匀分布,有利于竖直管道内的颗粒分散;此外,在沙丘模型输送工况下,气相在管道内的流速增大导致颗粒在管道内的速度增大,并且竖直管道内颗粒-颗粒以及颗粒-管壁之间的碰撞数减小。其次,通过压降、附加压降系数、能量损耗系数以及颗粒流动形态研究安装沙丘模型的气力输送系统中颗粒的宏观流动特性,结果表明:沙丘模型Model 1、Model 2和Model 3输送工况有效降低了系统的最佳输送气速、竖直管压降以及系统的能量损失系数,最大降低率分别为10.26%、34.56%和4.57%;大尺寸的沙丘模型对输送大质量流率的颗粒更加有利,输送气速越大颗粒与气流之间的能量交换越明显。此外,沙丘模型输送工况改变了颗粒在进入竖直管后的流动形态,减小了颗粒沿管道外壁流动的长度,使颗粒在刚进入竖直管道时就开始发生分散。最后,研究颗粒的速度分布、脉动强度分布、时频特性以及功率谱密度分布,结果表明在沙丘模型输送工况下系统内的颗粒在刚进入竖直管道后就开始分散并且保持分散运动;颗粒在竖直管内的分散运动既包含大尺度的低频运动也包含小尺度的高频运动,大尺度的低频运动主导颗粒在管道中的运动,而小尺度的高频运动的出现会打破低频运动的规律。此外,颗粒的大尺度低频运动主要是在气流的作用下产生的,而颗粒的小尺度高频运动的产生是由于颗粒-颗粒以及颗粒-管壁之间的摩擦和碰撞导致的,并且颗粒的小尺度高频运动并无明显规律。