液固流化床具有良好的传热、传质和液固混合均匀等特性,已在冶金与采矿、废水处理、食品与药品生产、生物化工等领域得到很好的应用。由于液固流化床内两相流动结构的复杂性,还没有一套完善的理论来详细描述流化床内液固两相流动特性。目前液固流化床流动特性研究主要采用欧拉双流体模型,它能够模拟宏观量级的颗粒,但不能跟踪颗粒得到颗粒的详细运动信息。而Euler-Lagrange模型在Lagrange坐标下求解离散颗粒运动,在Euler坐标下求解液相运动,即可描述流场的宏观状态,也可以追踪颗粒运动考虑颗粒的碰撞来模拟颗粒间的相互作用。本文首先介绍了液固流化床和外加磁场作用下的液固流化床研究现状。将离散元模型(DEM)引入到液固两相流动数值模拟中。对于数学模型,液相采用计算流体力学方法,颗粒相采用软球模型,同时考虑了相间耦合作用。在考虑外加均匀磁场对颗粒受力模型的影响的基础上,建立磁场作用下的液固流化床模型。利用上述模拟方法复现液固流化床内典型流动现象。在考虑润滑力的影响下,研究了改变表观液速、液体粘度、液体密度、颗粒密度、颗粒直径等条件后,液固流化床内的颗粒瞬时分布、颗粒浓度分布、颗粒运动轨迹、床层膨胀高度、床层压降、颗粒拟温度、颗粒运动速度、液体速度的变化规律。通过建立外加均匀磁场下液固流化床流动模型,研究了外加轴向和横向均匀磁场时的液固两相流动特性。通过改变磁场强度、磁与非磁颗粒的比例,研究了床内颗粒分布、浓度分布、速度分布、压降变化、颗粒拟温度等参数变化,并对磁性颗粒进行了受力分析。模拟发现外加磁场后床内磁颗粒将链接成磁链。随磁场强度的增大,磁链逐渐变长,运动速度逐渐降低,这是因为随着磁场强度的增大,磁颗粒所受磁场力和磁颗粒间感应力均增大,这影响了颗粒运动。通过改变磁场强度可以控制磁链在床层内的流化区域。