随着社会工业、经济的发展,对能源的需求量日益增加,与此同时也造成了日益严重的环境污染问题。因此,能源结构的调整显得越发重要与急迫。核能具有环保、清洁、能量密度高的特点,弥补了新能源能量密度低的不足,避免了传统化石能源对环境的危害。自1954年世界上第一座核电站并网发电以来,核能得到了较大的发展,然而其安全性影响了核电持续、稳定、长远的发展。在核电站正常运行时,颗粒状腐蚀物如铁屑、铜屑、细砂等,于二回路、三回路中与流动的流体形成液固两相流。液固两相流会对管道壁面进行磨损-腐蚀行为,导致材料的损耗、设备的失效,带来严重的安全问题。本文对颗粒与壁面的碰撞中,颗粒行为、颗粒的属性变化和金属表面特征变化进行了实验与数值模拟分析。目前,对颗粒与壁面碰撞过程中颗粒属性、壁面特征变化的研究非常少见,本文的工作有一定的创新和参考价值。实验与模拟研究结果表明,液固两相流中,材料的磨损、损耗主要取决于颗粒与材料表面的撞击效果,撞击作用主要取决于颗粒行为与材料表面特征。颗粒运动轨迹决定了撞击点的分布和样品表面的磨损分区。上游颗粒撞击点分布较少,下游先增加后降低。颗粒撞击点分布图与样品中心线磨损轮廓图一致。颗粒撞击点的分布很大程度上决定了样品磨损分区。在试验样品表面,下游位置冲刷磨损率远远大于上游,离圆心位置越远冲刷磨损率逐渐增大,然后开始减小;上游位置冲刷磨损率不断减小,且总体量小于下游位置。试验样品表面微观测试验证了不同区域冲刷磨损率分布的正确性。在液固两相流射流中,考虑颗粒行为与材料表面组织结构与性质,能进一步揭晓材料的磨损腐蚀机制,对监测和防护材料破裂,核电安全运行有重要意义。