随着我国经济的快速发展,对能源的需求也在迅速增长,虽然近年来对于煤炭的消耗比例正在逐年降低,但其仍然是我们主要的能量来源。大量的煤炭燃烧会对产生许多对人体有害的悬浮颗粒物,为了解决颗粒物污染问题,人们提出了一系列的除尘方式,其中湍流团聚以布局简单,成本较低的优点逐渐成为了细颗粒排放研究的热点。本文以湍流团聚为研究背景,对流场中的微尺度颗粒团聚过程进行了数值模拟,从微观角度分析了湍流场细颗粒运动、碰撞、团聚现象的基本规律。首先,介绍了湍流团聚的基本理论,通过CFD-DEM的耦合机制,考虑了流场与颗粒之间、颗粒与颗粒之间的相互作用,实现欧拉-拉格朗日方法模拟气固两相流问题。其中重点介绍了湍流模型、离散单元法、颗粒接触模型以及计算流体力学和离散单元法的耦合机制和交替顺序。另外,为了描述颗粒团聚体的大小及性质,使用VB语言自行编写了相应的颗粒团聚后处理程序,得到了颗粒的团聚效率。其次,通过构建圆柱扰流的几何模型,选用LES的方法计算了Re=200的圆柱扰流,模拟出完整的卡门涡街现象,并与文献中的计算结果相吻合。待流场稳定后同时引入不同粒径大小的颗粒,模拟了湍流团聚现象。结果显示,在湍流的作用下,小颗粒分布在涡的中心,而大颗粒则聚集在涡的周围,这极大提高了颗粒团聚效率,局部区域的团聚率达到了58.9%。其中不同粒径之间的颗粒更容易粘附,占到总团聚数的80%以上。此外,还研究了流体相和颗粒相对团聚现象的影响。结果表明,随着气体流速的增大,颗粒团聚效率先增大后减小,在5m/s时达到最大值。颗粒之间的相互作用也对湍流团聚起到重要作用,颗粒表面能越高越有利于颗粒团聚,但也存在一个阈值,超过阈值效果越不明显,降低颗粒碰撞的恢复系数可以有效提高颗粒的动量损耗,增加颗粒的团聚率。最后,在上述的最佳工况下对四种不同形状（十字、三角、方形、椭圆）扰流柱结构进行湍流团聚模拟,研究了不同形状的钝体产生的流场,以及涡流脱落的流动特性和进出口流体的压降,选择具有最大潜力的钝体来提高湍流团聚的效果。结果表明,三角型和十字型结构在流场中形成的扰动相对更大,进出口压差也相应提高,其产生的涡结构影响范围相对更大,并且破碎成许多小尺度涡结构。在颗粒团聚方面,虽然三角型钝体的扰动最大,但是十字型结构的颗粒团聚效果最好。使用十字型钝体结构对于2μm颗粒的团聚效率可以达到38.27%,相比较于无扰流柱结构的9.3%团聚率有非常大的提升,对超细颗粒物的团聚去除起到了重要作用。