近些年来,气固两相流在许多工程技术领域中有着十分重要的应用。应用领域之一的燃煤电站锅炉,其烟气中挟带的飞灰粒子会对烟流道的金属表面产生严重磨损,这也是换热器表面较易产生腐蚀、堵塞和结垢的原因,这些现象均会导致锅炉运行寿命显著下降。为了防止磨损对换热器壁面产生严重的损坏进而给机组正常运行带来威胁,而预测研究磨损又具有较大的工业应用意义,所以预测研究磨损成为大家十分关注的课题。基于国内外研究现状,数值模型对换热器表面圆管进行研究具有可行性,而采用直接数值模拟对换热器壁管进行的碰撞和磨损研究存在尚少。在本研究中我们采用直接数值模拟的方法,研究结果对工程设计具有一定的指导意义。本文的流场使用直接数值模拟计算方法,流场和圆管的耦合使用内嵌边界方法并结合多重直接力来求解,颗粒轨道使用拉格朗日轨道模型并考虑流体和颗粒之间的双向耦合。采用Fortran语言编程,导入初始条件、物性参数、模型算法,使用并行MPI库进行模拟求解。与之前相关研究不同之处在于,本文采用了新的磨损模型——日本广岛大学研究者Oka et al.等人在实验基础上提出的适用于任何材料,任意撞击角度和撞击速度的磨损模型。此外,本文还进一步考虑了温度场对磨损的一些影响,结合颗粒点源模型,计算研究了槽道中不同尺度煤粉颗粒流过圆管表面时对圆管的磨损情况及相同初始流场条件下,两根圆管以不同节距比,不同相对角度下,该磨损计算模型的计算结果和分析,对工程指导具有十分重要的意义。