原子层沉积（Atomic Layer Deposition,ALD）技术作为一种自下而上的材料表面改性手段,在超薄膜制备的领域中展现出了显著的优势。在薄膜制备过程中,由于ALD表面半反应的自限制性特点,使其制备的薄膜具有厚度精确可控,高均匀性以及高保型性等优势。因此,ALD技术也被广泛地应用在工业生产如光伏,封装等需要高产量和大规模沉积能力,以及催化剂设计制备等需要对材料表面进行精确控制的应用领域。但是,由于ALD生长过程是一个复杂的多化学组分相互作用的热质传输过程,如何选取适当的工艺参数来最大化原子层沉积的生产效率成为工业生产中所关注的重点问题。另一方面,不同的ALD设备也具有相应特征的沉积过程,如何有效建立不同ALD设备的数值模型来指导工艺的优化和结构的设计,也是诸多学者所关注的问题。计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）作为一种有效的计算仿真手段可以模拟原子层沉积在设备腔体中的复杂的生长过程,并通过对相关工艺参数的调控对沉积结果进行预测。本文致力于通过运用计算流体力学方法对原子层沉积过程构建理论模型,并运用相关软件对两种原子层沉积设备进行建模分析以及工艺优化,具体包含以下两个方面:（1）通过分析前驱体基团在基底表面的化学吸附过程以及原子层沉积设备反应腔体内的气体流动过程,结合气质传输理论构建了耦合化学反应的原子层沉积模型。采用动态网格法,建立了将流体动力学与化学动力学相结合的动态模型。定量分析了空间隔离原子层沉积设备中的不同工艺参数对沉积过程的影响。此外,研究了由基底运动引起的拖曳效应对空间隔离原子层沉积过程的作用。仿真结果和实验数据之间的良好一致性证明了该动态模型的有效性。为了获得具有相对高的沉积速率和前驱体利用率的均匀薄膜,进一步优化了基底的运动速度区间。该数值模型为基于原子层沉积的多种沉积体系的工艺优化,以及空间隔离原子层沉积系统的设计提供了重要的指导。（2）基于声场对单颗粒流化的影响作用构建了平面声波作用下的单颗粒运动模型,并利用该模型探究声压级、声场频率、粒径、颗粒密度等不同参数对声场作用下的颗粒运动带来的不同影响。其次,基于欧拉-拉格朗日法分别利用了稠密离散相模型（Dense Discrete Phase Model,DDPM）和CFD-DEM耦合的方法对颗粒粉末流化床进行建模分析。通过DDPM方法构建了批量粉末包覆的流化工艺模型,探究了进气速度,颗粒密度等参数下的颗粒流化效果。通过CFD-DEM方法构建了耦合振动作用的欧拉-拉格朗日模型分析了批量粉末的流化过程中气固交互作用,并进一步探讨了振动频率对流化效率的影响。