新拌混凝土泵送技术已成为现代工程应用中最重要、最常用的技术之一,但是目前混凝土泵送的理论研究和泵压损失的预测依赖于经验公式或水平盘管实验,经验公式准确性不高,而实验法消耗大量人力物力,难以得到准确直观的泵管内部信息。因此本文基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的数值模拟方法,通过计算机模拟混凝土的泵送过程,为有效预测新拌混凝土泵压损失提供了解决方案,并对混凝土在泵管中的流动行为进行分析。首先对不同模拟方法下的模拟结果准确性进行验证,其中湍流模型的选择对混凝土泵送的CFD模拟具有重大影响,结果表明基于SST k-ω湍流模型的模拟结果较好,泵压损失模拟结果与文献中实验结果对照的误差在±20%范围内。在基于SST k-ω模拟结果,研究了混凝土流变性能对流动形式及压力损失的影响,结果表明,管道中存在三个区域:塞流层、剪切层及润滑层。其中润滑层厚度与流变性能及流速无关,剪切层厚度主要取决于屈服应力,随着屈服应力的增大而减小,较高的流速可能导致剪切层厚度增大并且减小屈服应力的影响,具有较高屈服应力和较低粘度混凝土的速度分布更均匀、更平滑,另外,模拟结果表明泵压损失受粘度的影响较大,随屈服应力的增加而减小,随粘度增加而增大。其次,基于SST k-ω模型对116m长全规模盘管实验进行模拟,结果表明,压力分布及压力梯度模拟结果与实验结果误差小于10%。随后研究了弯管形状及混凝土流变性能对流动形式及压力损失的影响,结果表明,混凝土流动形式在上游直管中提前改变,在下游直管中经过更长的距离后恢复,并且上下游扰动距离受混凝土流变性能的影响。弯管段流动形式分三段:润滑层、剪切层和类塞流层,其中类塞流层厚度随粘度或流速的增大而减小,随屈服应力增大而增大,随弯管段曲率半径的增大而减小。泵压损失随屈服应力的增加而减小,随粘度增加而增大,上游直管段由于受到弯管结构的扰动,屈服应力的影响权重增大。最后,在上述CFD模拟方法基础上引入Eulerian多相流模型对颗粒在泵管中的分布迁移规律进行探索性模拟,结果表明,泵压损失预测值误差在±20%范围内,颗粒在水平直管中从管壁向中心方向迁移,并在塞流层区域维持恒定的质量分数。颗粒在弯管段及下游直管段中的迁移是一个缓慢变化的过程,颗粒直径越大,单颗粒的质量力越大,其受到弯管的影响向外偏移的程度越大。