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本文根据物理模型试验建立适宜的数学模型，对旋转圆筒液流、双筒同心液流内固体单颗粒运动进行数值模型。使用GAMBIT13.0建立二维模型，运用流体力学计算软件ANSYS FLUENT建立数学模型，采用DPM离散相模型捕获单颗粒的运动轨迹，计算出颗粒在不同位置的速度，分析单颗粒在旋转水流体系中的运动特性和受力规律。得到以下主要结论：（1）研究单颗粒在圆筒旋转液流中的运动，通过各种模型对比分析，DPM较其他模型更为适于此类问题的研究，开启DPM模型，跟踪单颗粒的运动轨迹，并逐步保存各个时间单颗粒的速度参量。对泰勒涡胞试验中单颗粒的运动特性进行模拟时采用了滑移网格，增加了计算的精确性。（2）运用DPM模型对圆筒旋转水流中单颗粒运动特性进行数值模拟，对单颗粒受力进行分析可知旋转体系中水流速度越大，单颗粒发生离心运动趋势越快越明显。单颗粒在匀速旋转圆筒旋转水流中运动时，单颗粒做离心运动，转速越大，离心力和差异旋转惯性力越大，当转速为ω>10r/min时，单颗粒所受差异旋转惯性力在数值均为F≥0.1×10-6N，离心力比差异旋转惯性力大一个数量级；当ω≤10r/min时，其所受差异旋转惯性力F≤0.1×10-6N，离心力与差异旋转惯性力在数值上在同一个数量级。单颗粒在先匀速旋转在静止的圆筒旋转水流中运动时，当圆筒先旋转再静止时，单颗粒做向心运动，初始转速为10r/min≤ω﹤15.20r/min时，其所受离心力和差异旋转惯性力在数值上均为F≤10.1×10-6N，离心力与差异旋转惯性力方向相反，当圆筒初始转速ω≥15.20r/min时，差异旋转惯性力在数值上F≥1.0×10-6N，离心力比差异旋转惯性力小一个数量级。（3）运用滑移网格在DPM模型中模拟同心双筒旋转水流中单颗粒的运动，可以描述单颗粒在旋转水流中的运动情况。单颗粒在同心双筒旋转水流中运动时，当16r/min≤ω≤30r/min时，离心力与差异旋转惯性力在数值上在同一个数量级，在数值上差异旋转惯性力均F≤1.0×10-6N，而当ω≥30r/min时，离心力比差异旋转惯性力大一个数量级。当单颗粒在同心双筒旋转水流先旋转再静止的情况下运动时，单颗粒做向心运动，内筒初始转速越大，离心力和差异旋转惯性力越大，当内筒初始转速ω≥30r/min时，其所受差异旋转惯性力在数值上均为F≥1.0×10-6N，离心力与差异旋转惯性力在同一数量级，当16r/min≤ω≤30r/min时，离心力比差异旋转惯性力在数值上小一个数量级，二者大小均为F≤1.0×10-6N。当差异旋转惯性力在数值上小于离心力且二者方向相同时，单颗粒做离心运动。当差异旋转惯性力在数值上大于离心力且二者方向相反时，单颗粒做向心运动。