1．目的及意义

1.1本课题研究的目的和意义

我国是水稻大国，水稻作为我国的第一大粮食作物，其在各种粮食作物中平均单产最高，种植面积广阔，约占粮食播种总面积的29%，总产量最多^[1]，在人民的餐桌上也是最常见的主食之一。水稻在采集后，需要经过多道加工工序，才会被送到家家户户的餐桌上。在水稻采集后的作业工序环节中，谷糙分离是其中最重要的一环，其与大米工厂中所生产出大米的质量以及产量密切相关。

近年来，随着计算机技术的高速发展，计算机建模仿真技术在粮食与食品加工的领域中应用越来越广泛，其中水稻作为我国的第一大粮食作物，仿真技术在大米加工工序领域的应用将对大米的质量以及产量产生重大的影响。

水稻被认为是有限的、离散的材料，虽然其流动颗粒有时可以表现为连续体流体，但是颗粒所表现出的不连续行为不能仅通过传统的基于连续体的计算机建模来模拟（如有限元法或有限差分法）^[2]。通过查阅国内外资料，对于水稻颗粒的建模仿真，离散元法(DEM)是一种行之有效的数值方法^[2]，它可以通过跟踪单个粒子的运动来模拟颗粒等离散粒子。因此，在本文中，将基于离散单元法软件EDEM建立谷、米、杂质等离散颗粒的参数化模型，通过设定重力谷糙分离机的运动特性，对谷糙分离进行过程仿真以及结果分析进而得到谷糙分离机的最佳运动方案。

1.2离散单元法的发展概况

1.2.1国外发展概况

离散单元法自1971年被Cundall提出以后，几十年以来，其模型和数值算法一直在不断地改进当中，并且又出现了很多新的离散颗粒模型形态（例如椭球颗粒模型和均匀颗粒模型）。

离散单元法的算法简单方便，可靠性高，在离散物质分析方面具有极大的优越性，近年来已经成为一种解决非连续介质问题的十分有效且发展空间巨大的数值模拟方法。1978年，Cundall P.A.和Strack O.D.L用于研究颗粒介质的力学行为所开发出的二维圆形块体的Ball程序，所得出的模拟结果与Drescher等人用光弹技术所得的试验结果非常吻合，再一次验证了离散单元法的可靠性，并且证明了计算机模拟实验的可能，为研究离散颗粒介质的本构关系开辟了新途径。

离散单元法自提出以来，在国外就受到了足够的重视，并得到了迅速的发展。1989年至今，在所召开国际散体力学介质会议上的论文集中，对于离散单元法的研究占有一部分比例，此外，在一些著名的国际期刊当中也常有关于离散单元法的文章发表，我们可以看出离散单元具有广阔的发展前景和良好的发展趋势。