以颗粒和气体为组分的气固两相流动在能源与化工系统中无处不在,诸多学者已经对球形颗粒作了大量的研究并提出了相应的曳力模型,然而实际应用中的颗粒多为形状不同的非球形颗粒,而椭球颗粒为非球形颗粒的典型代表,因此正确预测椭球颗粒系统的受力具有重要的科学价值和现实意义。本文以IB-LBM为基础,首先对含单个椭球的气固系统进行模拟,发现椭球的长短轴比和颗粒取向对椭球颗粒所受曳力、升力和转矩有明显的影响,并且数值模拟的结果与解析解吻合良好。对于实际应用中出现的具有不同固体体积分数和不同指向特征的多椭球颗粒系统,目前尚无良好的颗粒受力模型。解决该问题需要首先对椭球颗粒系统的取向特征进行定量数学表征。本文采用Hermans取向因子和Beta分布对椭球颗粒系统进行定量数学表征,辅以蒙特卡洛方法,可生成特定固体体积分数下具有特定平均取向及取向方差的均匀随机分布椭球颗粒群,基于此,对椭球颗粒群气固系统进行了一系列直接数值模拟,系统分析了颗粒取向、取向方差、长短轴比对椭球颗粒群所受曳力、升力和转矩的影响。