Partikeldynamik beschreibt die zeitabhängige Bewegung und Wechselwirkung diskreter Teilchen in einem Kontinuum oder Vakuum. In den Ingenieur- und Naturwissenschaften umfasst sie sowohl klassische Punktmassen als auch reale Partikel wie Pulverpartikel, Kolloidpartikel oder Körner in Granulaten.

Zentral ist die Formulierung der Bewegungsgleichungen, typischerweise auf Basis der newtonschen Mechanik. Kräftebeiträge stammen aus externen Feldern (z. B. Schwerkraft, elektromagnetische Felder), hydrodynamischen Kräften (Stokes‑Reibung, Auftrieb), partikel‑partikel‑Wechselwirkungen (Kontaktkräfte, Adhäsion, Van‑der‑Waals‑Kräfte) sowie thermischen Anregungen (Brownsche Bewegung). Für nanoskalige Partikel werden häufig stochastische Beschreibungen wie Langevin‑ oder Brown’sche Dynamik verwendet.

In der numerischen Simulation ist Particle Dynamics ein Oberbegriff für Methoden wie Molekulardynamik (MD), dissipative Partikeldynamik (DPD) und diskrete Elemente Methoden (DEM). MD modelliert atomare und molekulare Freiheitsgrade mit interatomaren Potentialen, DPD beschreibt mesoskalige Fluide mit dissipativen und zufälligen Krafttermen, während DEM insbesondere Kontakt- und Reibungsvorgänge in granularen Medien erfasst.

Anwendungen reichen von der Auslegung von Reaktoren für Partikelsuspensionen über das Fließverhalten von Pulvern und Schüttgütern bis hin zur Simulation von Verschleiß, Erosion und der Selbstorganisation von Nanopartikeln. Eine wesentliche Herausforderung ist die Kopplung von Partikeldynamik mit Kontinuumsmodellen (CFD‑DEM, MD‑Kontinuums‑Kopplung), um Mehrskalen‑ und Multiphysikprozesse konsistent abzubilden.