喷动流化床是煤气化的重要技术，也可应用于造粒/涂层、物料干燥、煤燃污染物协同脱除、生物质燃烧/热解等资源化利用和CO<,2>零排放等。国内外对喷动流化床的基本理论和基础流体动力学特性进行了较深入的研究，但对喷动流化床较复杂流体动力学特性还知之甚少，特别是在工业应用中，由于对许多较复杂的流体动力学规律掌握不够，以至于在设备放大设计、结构参数优化等方面都遇到一定的困难。本文基于试验和数值模拟手段，对喷动流化床复杂的流动特性和放大规律进行了系统深入的研究。 构建了小尺寸和放大尺寸的喷动流化床多功能试验系统，揭示了喷动流化床复杂的气固流动特性，建立了它们与结构参数和操作参数之间的联系。对气固流动结构进行了定义，描述了这些流动结构的主要特征并给出了高分辨率的数码图片以供区分；绘制出流动结构相图，总结了流动结构转变的共性规律；捕捉到了气固流动结构从稳定流动到不稳定流动的瞬态转变过程，并基于赫姆霍尔兹的“最小能量损耗原理”，提出了不稳定流动形成的机制；揭示了压降、最小喷动/最小喷动流化速度、最大可喷动床高和射流穿透深度等重要流体动力学特性参数与结构参数、操作参数之间的变化规律，发展了新的关联式。将现代ARM功率谱分析和SHANNON信息熵分析引入到喷动流化床稠密气固系统流动特性的研究，建立了SHANNON信息熵增与气固流动特性特别是流动结构之间的联系。 采用两种气体示踪的方法，研究了喷动区和环形区气体的混合特性，分析了气体混合的机理，借鉴传热和传质的相关理论，建立了分区域气体混合数理模型，从质量交换的角度揭示了气体混合特性与流动结构之间的联系；采用颗粒示踪的方法，研究了床内颗粒的混合特性，将欧拉多相流模型和离散颗粒模型结合起来，从数值模拟的角度进一步研究了喷动流化床复杂的颗粒混合特性。 较大程度改进了软球DEM数值模拟平台，解决了长期以来软球DEM模拟柱锥体结构且带射流特性稠密气固系统存在的、难以真实再现颗粒循环和卷吸的问题；基于软球DEM模拟，还考察了介观尺度的颗粒碰撞、受力等特性以及宏观尺度的气固湍流特性。 在试验和DEM数值模拟的基础上，改进了基于颗粒动力学理论的欧拉多相流数值模拟平台，特别是提出并实践了从试验数据反推的方法，来确定颗粒动理学模型的碰撞恢复系数，并引入能量方程考虑气固之间的传热。 采用经改进的颗粒动理学欧拉多相流数值模拟手段，研究了喷动流化床复杂的放大规律。提出了喷动流化床放大参数的确定原则、放大规律的研究方法，获得了不同结构参数和操作参数喷动流化床的气固流动特性，通过气固流动结构以及压降、射流穿透深度、气体速度、颗粒速度和改进Froude准数等参数的多方位比较，从操作参数放大和结构参数放大两个方面揭示了喷动流化床的放大规律；此外，还提出了一种新的喷动流化床煤加压气化的大型化方法与装置。