在水利工程、化工工业、工业运输和环境科学中，经常会遇到固体颗粒和液体组成的两相流问题。其中，水沙流动规律及水沙分离是水利机械设计中必须解决的关键问题，由于环境保护意识的增强，水处理问题受到越来越多的关注。含沙水流的数值模拟应属于两相流数学模型的范畴，在两相流分离的理论模型与经验模型的基础上，本论文主要针对不同粒径的固体颗粒沙子在水中运动进行了数学模型模拟和实验研究。在理论研究方面，运用流体力学理论，模型计算采用拉格朗日和欧拉法相结合的方法，系统性、条理性地推导和演绎了两相流的控制方程，建立了两相流模型及其计算方法，利用MATLAB软件，对建立的数学模型进行数值模拟。在实验研究方面，设计了一个系统模型——喷射流水沙采集器模型，用于研究不同颗粒粒径的水沙分离。本文围绕系统模型的工作原理、结构设计，模型制作过程进行详细介绍，着重论述了水力旋流器内液体的流动过程和固体颗粒的运动过程，并将模拟结果与实验数据进行了比较，验证相关模型的可靠性、准确性，对优化采集器结构，提高采集器分离效率具有重要的意义。