颗粒-流体系统广泛存在于自然界、工业应用、生命科学等领域，其中对于悬浮颗粒运动规律、颗粒-流场及颗粒-颗粒之间相互作用等的研究是一个热点难点问题。本文采用格子Boltzmann方法(LBM)全解析并行模拟研究了悬浮颗粒的运动过程。颗粒周围的流场由格子Boltzmann方法全解析，颗粒边界无滑移条件由附件边界应力(EBF)实现，直接获得颗粒-流体之间的作用力，并考虑颗粒间直接碰撞作用，颗粒的运动由牛顿运动方程求解。本文主要模拟的悬浮颗粒(群)的沉降运动过程，通过给出颗粒(群)运动轨迹、速度、旋转速度、颗粒间相对位置、颗粒间相互作用等来得到颗粒(群)的运动规律，同时给出流场微观结构如颗粒尾涡结构、颗粒周围压力分布、流场速度场等来进一步揭示颗粒-流场及颗粒-颗粒之间的相互作用。首先，本文模拟研究了不同初始排列时的双颗粒沉降运动规律及背后的机理，并将颗粒间的相互作用划分为排斥、吸引与过渡三种机制，它们的产生与颗粒初始间距及相对角度相关。在相同初始间距情况下，初始角度起到关键作用：大初始角度时吸引机制占主导，小初始角时排斥机制占主导；而在相同初始角度时，初始间距主要影响过渡机制的分布。其次，本文进一步模拟研究了3至100个相同颗粒在竖直通道中的沉降规律及机理。本文将颗粒群的沉降运动过程划分为三个阶段即加速、减速及振荡阶段，并详细讨论了影响各个阶段的因素，发现颗粒群沉降运动中的DKT现象，排斥运动、颗粒团聚，V字形沉降结构等，并发现颗粒尾涡之间的相互作用影响着颗粒(群)的运动。同时，本文模拟了周期边界条件下的颗粒群悬浮运动，研究分析了9个及27颗粒的悬浮运动过程及规律。最后，本文模拟了不同粒径的双分散颗粒(群)在竖直通道中的沉降过程。详细讨论了不同粒径双颗粒初始竖直排列及并列排列时的沉降规律，并发现当小颗粒初始竖直排列在大颗粒上方时，存在一个发生DKT运动的粒径比临界值，当两个不同粒径颗粒并列排列时，排斥作用将不复存在。并进一步模拟了包含两种粒径的双分散颗粒群在竖直通道中的沉降过程，同样发现DKT现象、V字形的结构等。