颗粒体-流体混合物的流动是自然界和工业生产中普遍存在又十分重要的现象。考虑到不同条件下颗粒体和流体的运动差异及复杂相互作用,本文基于两相流理论,建立了一个适用性较广的两相流模型,探究以重力驱动为主的颗粒体-流体混合物的运动机理。本文细致刻画颗粒间接触时的碰撞和摩擦作用机制。在颗粒动理学模型基础上,考虑各向异性碰撞及孔隙流体对颗粒碰撞的影响,完善了颗粒相碰撞应力的模化公式。根据接触颗粒体宏观应力与体积变化率的统计关系,结合屈服理论,推导了能够反映颗粒体剪胀剪缩效应的摩擦应力计算式。综合考虑颗粒间碰撞与摩擦作用,得到了适用于多种流态的颗粒体宏观本构关系。基于连续介质假设,本文给出了颗粒相与流体相的连续方程与动量方程,应用建立的颗粒体宏观本构关系计算颗粒相压强与剪切应力,两相相间作用力考虑拖曳力、升力和附加质量力,并采用了包含颗粒影响的修正k-e紊流模型描述流体相紊动,构建了一套能够充分反映颗粒-颗粒及颗粒-流体间相互作用的两相紊流模型。本文验证了模型在多种干颗粒体流动问题中的有效性。研究了恒定均匀干颗粒流中颗粒浓度、速度、颗粒温度以及碰撞应力、摩擦应力的空间分布规律,成功刻画了颗粒体在不同倾角斜面上的坍塌流动过程,计算得到的关键运动参数与实验观测值吻合得很好。论文进一步将模型成功应用于水下颗粒体坍塌、斜坡上恒定均匀饱和颗粒流、斜坡上非饱和颗粒体坍塌三种经典的固液两相流动问题,探究其中复杂的两相相互作用机制。结果表明,液相动压强与相间拖曳力作用会导致不同初始堆积状态下的水下颗粒体具有显著不同的坍塌特性。对于饱和颗粒体在斜坡上的恒定均匀流动,不同的底部边界条件下,颗粒体浓度、速度、颗粒温度以及各项作用力的空间分布有明显差异。在模型中耦合VOF方法捕捉斜坡上坍塌的非饱和颗粒体中的水相界面,准确刻画了高饱和度对颗粒体流动的促进效应并分析了相间拖曳力在不同运动阶段的影响作用。论文将模型应用于不同尺度的滑坡涌浪问题,模拟结果准确再现了入水前后滑坡体运动形态的时空变化和涌浪的产生与传播过程,揭示了颗粒间碰撞、摩擦效应和相间拖曳力在滑坡涌浪过程中的影响作用。模型成功模拟了著名的Lituya海湾滑坡涌浪事件,准确刻画了涌浪的传播和爬高过程。