颗粒聚团是颗粒流体系统中典型的非均匀结构，对其传递过程及化学反应有重要影响。目前，对于聚团的结构以及动态性质、聚团对系统的非均匀性、时空关联特性以及相间作用的影响等研究尚不充分。本论文通过颗粒轨道模拟深入分析了气固流动系统中聚团的统计行为，以期进一步阐明上述问题。论文应用模拟探针、聚类和Voronoi空间划分三种方法分别量化了气固系统中的聚团特征尺度，发现其结果在同一量级，但聚类方法会得出有违聚团定义的结果。而由Voronoi空间划分确定的聚团识别阈值具有清晰的物理意义，较适于分析聚团统计特征，并进一步得出了该方法计算地聚团结构性质与系统规模之间的定量关系。论文研究表明系统的平均滑移速度明显大于颗粒终端速度、颗粒速度分布具有各向异性并显著偏离麦克斯韦分布、浓度分布偏离泊松分布，以上现象反映出系统的非平衡特性。随着系统规模的增大，非平衡性逐渐增强。对流场的空间关联以及自相关性分析表明，稠密气固系统的浓度、速度等统计特征长程相关，空间上的关联性与颗粒间距以及尺度呈线性相关，时域上的关联性随尺度的增大而趋于平稳。应用两个伽马分布组成的浓度双峰分布能够较好地拟合不同规模和条件下气固系统的浓度分布，说明浓度双峰分布在气固系统中普遍存在，并且考虑浓度双峰分布的影响会对均匀曳力有明显修正。应用基于光滑粒子动力学（Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH）的统计方法量化了颗粒群尺度上浓度梯度对曳力的影响，表明该影响不可忽略。综上，本论文考察了气固系统中聚团的统计性质及其对系统行为的影响，有望为气固两相流物理建模提供更多定量依据。