PM2.5对人体健康和大气环境造成严重危害,对其排放进行严格控制已经迫在眉睫。声凝并是控制PM2.5排放的一项重要预处理技术,其利用高强度声场作用促使颗粒发生相互作用,进而碰撞接触,凝并为粒径较大的颗粒,从而提高传统除尘装置的效率。然而,已有声凝并相关研究表明,仅通过外加声场单独作用难以在低能耗下实现PM2.5的高效脱除。为了实现PM2.5的低成本、高效脱除,发展出了声场与外加颗粒联合作用下PM2.5凝并技术。本文针对直接模拟蒙特卡洛方法应用于声场与外加颗粒联合作用下PM2.5凝并研究时存在的不足,发展了求解颗粒碰撞后凝并与反弹共存问题的直接模拟蒙特卡洛方法。该方法充分考虑了颗粒凝并动力学行为中涉及的颗粒受力和运动,声场中颗粒间相互作用的同向机理、重力沉降机理、声尾流效应、互辐射效应和布朗扩散机理,以及多相态（固态、液态、混合态）颗粒体系中碰撞颗粒对的反弹与凝并机制,建立数学模型,并提出相应的数值计算方法,构建出声场与外加颗粒联合作用下PM2.5凝并的数值模拟平台。对声场与外加固体颗粒联合作用下PM2.5的凝并特性开展研究,将声场单独作用下和联合作用下颗粒的凝并数值模拟结果与实验相结合,验证了模型的准确性;在此基础上,对声场单独作用下和联合作用下颗粒凝并效果受声场条件的影响进行对比,并对联合作用下PM2.5凝并效果受外加固体颗粒特性参数的影响进行探讨。结果表明,声场与外加固体颗粒联合作用下颗粒凝并效果显著优于声场单独作用下颗粒凝并效果,且联合作用可以在更低的声压级下获得更高的凝并效果;联合作用下,颗粒凝并效率随着声压级的增大以及声场作用时间的延长而增大,而对声场频率的变化较不敏感。研究还发现,随着外加固体颗粒粒径和数目浓度的增大,颗粒凝并效果均明显增强;然而,在外加固体颗粒粒径或浓度较大时,凝并效率增幅减小。对声场与外加液滴联合作用下PM2.5的凝并特性开展研究,将数值模拟结果与实验相结合,验证了模型的合理性,进而考察PM2.5凝并效果受外加液滴特性参数的影响进行探讨,并对比分析外加颗粒种类对颗粒凝并效果的影响。结果表明,声场与外加液滴联合作用下,随着外加液滴粒径和数目浓度的增大,颗粒凝并效果均明显增强;然而,当外加液滴粒径大于30μm及数目浓度大于500 cm-3时,凝并效率增幅减小;在粒径和数目浓度相同的情况下,外加液滴对颗粒凝并的作用效果略优于外加固体颗粒。本文研究结果可为颗粒碰撞后凝并与反弹共存的气固两相流建模提供理论基础,并可为燃烧源、工业源PM2.5的低成本、高效脱除提供科学依据和方法指导。