颗粒扬起后的不规则运动产生的扬尘污染已成为城市颗粒污染的首要因素之一,研究颗粒起动问题是治理颗粒污染的根本途径。针对散堆料场粗糙壁面与颗粒起动之间的作用机理,本文利用数值模拟与粒子成像测速技术（PIV）实验相结合的方法研究了壁面粗糙度对于料堆表面流场及颗粒起动的影响规律,得到的主要结论如下:对不同壁面粗糙度料堆流场进行了数值模拟,结果表明:流体在三种模型表面的变化规律基本一致,都是先沿迎风面逐渐增大,在迎风面与顶风面交接处达到最大,然后迅速降低,背风面流体速度均较低,约为来流风速的15%左右。在相同来流风速下,粗糙壁面上流线分布比光滑壁面更密集,在垂直流动方向上速度梯度更大。半球形粗糙元的高度大于饼形粗糙元,对壁面边界层的影响更显著,壁面流线的密集程度更大。在料堆背风面均产生了回流区,与光滑壁面相比,饼形、半球形粗糙元料堆背风面涡尺度分别平均增大了40%、65%。气流经过料堆顶风面后出现明显的边界层分离,随着流速的增大分离点的位置也在不断升高。在相同粗糙度下,流体高速区域随着距离壁面高度Δz的增大而减小;当Δz＜5mm时,粗糙元对近壁流体阻碍作用明显,高速区域减小的趋势最快,半球形粗糙元对壁面流体速度削减幅度平均在90%,饼形粗糙元削减60%左右。速度大幅的变化一方面会降低流体对颗粒的摩擦曳力,但又会因颗粒前后压差的增加而增大了形体曳力,因而使颗粒受力变化更加复杂,对颗粒起动带来了不确定性因素。在粗糙元后方均存在涡结构,饼形粗糙元后方涡结构较小,半球形粗糙元后方涡结构较大,形状为螺旋涡。随着来流风速递增,半球形粗糙元后方涡结构尺度也逐渐增大;半球形前部粗糙元的涡流尺度比后方粗糙元平均大13%。大尺度的涡结构,使颗粒获得的能量增大,从而加大颗粒起动的速度。粗糙元结构还使近壁面湍动能大幅度提高,且半球形粗糙元在垂直于流动方向上的湍动能变化程度大于饼形粗糙元,能量交换能力大,颗粒在半球形粗糙元壁面更易起动。在相同来流风速下,饼形、半球形粗糙元壁面颗粒获得的平均速度分别约是光滑壁面的1.4、2.35倍左右,半球形粗糙元对颗粒的起动促进作用更明显。由于实际颗粒间的空隙率、附加质量力、无序碰撞的概率不同,PIV实验获得的光滑壁面上颗粒实际最大速度与模拟数值结果差距较大。PIV实验结果还表明:半球形粗糙元壁面颗粒速度及颗粒弥散程度均大于光滑壁面,半球形粗糙元壁面颗粒实际最大速度与入口风速之比分为0.5,大于光滑壁面颗粒最大速度与入口风速之比0.4。研究工作对准确认识近壁面流场结构,揭示不同粗糙度对颗粒起动作用机理有重要的理论意义。