在聚合物基体中均匀混合纳米粉体是提高复合材料物理和机械性能的重要手段,但粉体中纳米颗粒极易在黏附力的作用下形成团聚体,严重阻碍了纳米尺度颗粒优异性能的发挥。因此,提高团聚体在加工流场中的分散均匀性和分散程度具有重要研究意义。现有的实验手段难以精准观测纳米颗粒在流场中的运动信息,因而难以研究团聚体在流场中的分散机理和评估团聚体的分散效果。目前对此课题的研究主要通过计算机的数值模拟实现。随着离散元法(DEM)的发展,已有一些学者利用离散元法对分形结构团聚体在流场中的分散行为进行了研究,但所研究的分形结构团聚体通常是运用扩散控制单体凝聚模型(DLA)或扩散控制团簇凝聚模型(DLCA)生成的。这两种分形凝聚模型假设颗粒发生接触后一定粘结,但当颗粒间存在斥力时颗粒发生接触后不一定粘结,因此这两种模型还存在一定的局限。为了提高黏附性颗粒团聚体在流场中分散行为的计算精度,计算颗粒间的作用力时必须将接触力和范德华力进行耦合,而且计算颗粒在流场中受到的流体拖曳力时,必须考虑流体的速度场对流体拖曳力影响。本文采用反应控制团簇凝聚(RLCA)模型生成颗粒团聚体。运用离散元法求解黏附性颗粒团聚体的分散动力学,利用JKR接触模型计算颗粒间的法向接触力,利用Thornton模型计算颗粒间的切向接触力,采用Stokes定律计算流体拖曳力并利用Kim等提出的方法对颗粒受到的流体拖曳力进行修正以反映流体速度场的影响。对RLCA分形凝聚过程进行了计算机模拟,结果表明,粘结指数和初始粘结概率越大,完成RLCA分形凝聚过程所需的布朗运动步数越少,生成的RLCA型团聚体的分形维数越小,而随着颗粒浓度增加,生成的RLCA型团聚体的分形维数增大。对黏附性颗粒组成的RLCA型团聚体在流场中的分散行为进行了研究,发现RLCA型团聚体在流场中的分散过程是先发生变形,然后破碎,最终碎片的加权平均颗粒数不再变化;随着黏附性颗粒的表面能增大,RLCA型团聚体分散后的碎片加权平均颗粒数以幂函数规律升高;随着流场强度增大,RLCA型团聚体分散后的碎片加权平均颗粒数以幂函数规律降低;相同流场强度下,拉伸流场对RLCA型团聚体的分散效果优于剪切流场。