采用大涡模拟的方法模拟台阶下游的三维瞬态流场，建立了床面上颗粒在水流作用下的运动方程。对颗粒运动方程进行数值求解，得到了颗粒的运动轨迹。根据数值模拟的结果，发现台阶下游流动具有三维性，且存在相干结构。距台阶6倍台阶高度附近的湍流强度具有最大值。在湍流相干结构的作用下，床面颗粒运动具有随机性，其运动轨迹可出现滚动、跳跃和悬浮3种情况。在湍流均方根速度较低时，床面颗粒的运动以滚动和跳跃为主。在湍流均方根速度较高时，床面颗粒能被水流扬起，并悬浮于水中。