散料是自然界存在最多、工程应用最为广泛、与人类日常生活生产密切相关的物质类型之一，这类物质通常会表现出异于流体、固体的许多非常复杂的静动态性质，如离析现象、成拱现象等。作为这一领域的基础性课题，散料的力学行为研究成为当前科学研究中遇到的最棘手问题之一。散料的流动性是散料力学性能中最主要的性能之一，在散体的许多单元操作过程中均涉及到散体的流动性能，例如散体的生产工艺、传输、储存、装填、混合等等操作单元。同时，散体的流动性对工业装置的设计与运行也是至关重要的，根据散体流动性的各个参数设计的设备，能够满足一般工艺需求，避免出现架桥、离析和其他导致流动停止或产生低质量产品的问题。此外，料仓是散料贮存的重要设施，掌握散料在料仓中的卸料流动规律，对于料仓的设计、优化和运行控制，具有重要的学术意义和工程参考价值。然在已有的关于散料的流动行为的研究中，大多集中于从宏观角度来描述，而从微观角度研究颗粒特性与其流动行为之间的内在联系尚显得不够。再者散料系统一般是由大量微观粒子所组成，故其所表现出的各种宏观特性都强烈依赖于内部粒子之间的相互作用，因此，对散料介质微观-宏观性质的研究，可以从机理上对其现象给出合理的分析和解释。离散动力学模型从而成为目前散粒体介质研究中一个非常重要的工具。　　 本文基于改进的颗粒离散元模型，针对散体颗粒系统的流动性及其在料仓中的卸料流动特性等问题，通过对微观尺度下各参数的影响分析，研究和揭示了物料在宏观尺度下的流动特征，在此基础上，把离散元模型和液桥模型结合起来，分析料仓中湿物料在助流装置中的卸料特性。研究工作主要包含以下几个方面的内容:　　 首先，运用所建立的改进离散元模型，从微观角度分析了单分散颗粒以及二分散颗粒系统的安息角，着重研究了颗粒特性以及材料特性对安息角的影响，并对二分散颗粒系统发生离析的成因以及离析的程度进行了调查。研究结果表明:滑动摩擦和滚动摩擦是形成散料堆积的主要原因，随着滚动摩擦系数或滑动摩擦系数的增加，安息角是增加的，相反，随着颗粒粒径的增加安息角是减小的。对二分散颗粒系统，安息角还与颗粒直径比以及细颗粒质量分数有关。研究还发现，二分散混合颗粒的安息角比组成该混合颗粒的两组元单分散时的安息角都要小，且当细颗粒质量分数小于20％时，安息角随着细颗粒质量分数的增加而减小，随后安息角收敛于组元中细颗粒单分散时的安息角。除此之外，由不同直径或是不同细颗粒质量分数组成的二元混合颗粒在平底料仓卸料过程中会产生离析现象，且离析程度随着颗粒直径比的增加而增加，随细颗粒质量分数的增加而减小。随后，应用建立好的适用于Jenike剪切过程的离散动力模型，调查研究了颗粒摩擦特性对宏观摩擦的影响，并与已经发表的研究结论进行了对比。为了消除试样堆积密度对宏观剪切响应的影响，在模拟中采用相同的初始堆积状态。结果表明，内摩擦角随着颗粒-颗粒摩擦系数的增加而增加，且逐渐逼近一渐进值，壁摩擦角也随着颗粒-壁面摩擦系数的增加而增加。模拟结果与现有的结论吻合较好。　　 其次，以料仓内颗粒流动为研究对象，应用改进的离散动力模型，分析了量化表征料仓流型指数MFI以及料仓内二分散混合颗粒卸料的质量流率与颗粒摩擦特性、仓壁摩擦特性、料仓半顶角、料仓卸料口开口尺寸等参数的关系和颗粒流动形态，揭示了散料在仓内重力流动过程的基本规律，为料仓设计提供了基本依据。结果表明:量化指标MFI随着颗粒-颗粒间摩擦系数的增加而减小，但减幅不大;MFI值随卸料口开口尺寸的减小而减小，减幅也不大;当料仓半顶角和壁面摩擦系数比较小时，其卸料流型为整体流，随任何一个或是两者的增加，其流型将由整体流转变为中心流，这与Jenike理论预测结果一致，料仓半顶角和壁面摩擦系数对MFI的影响占主导地位;恢复系数对卸料流率的影响不大，可以忽略不计，相反，摩擦则对卸料流率影响很大，尤其是颗粒-颗粒间的摩擦在决定卸料流率方面要重要于颗粒-壁面摩擦系数;研究结果还表明，卸料流率随卸料口开口尺寸的变化以5/2方变化，与修正的Beverloo预测关系式一致;半顶角的影响同样也与Rose以及Brwon&Richards经验关系式吻合较好;随着细颗粒质量分数的增加，其卸料流率是增加的，且与Humby经验关系式预测结果一致;最后，堆积方式对卸料流率影响不大，可以忽略不计。　　 最后，通过引入液桥力模型，结合改进的离散颗粒动力模型，模拟湿颗粒在有助流装置引入的料仓内的卸料流动，研究了各参数对湿颗粒流动影响的规律。结果表明:改流体能有效改变仓内物料流动形式，使颗粒物料流动由中心流向整体流转变;改流体对流型改变的同时，也会对仓内水平速度、垂直速度分布以及卸料流率产生影响。总体来说，在合适的位置安装合适的改流体，其流型、内部流场以及卸料流率都得到很好的改善，实现仓内物料的稳定卸料;在料仓出口附近进行壁面补气可以有效的提高粘性散料的卸料流率;卸料流率随补气量的增加而增加，但随补气量的进一步增加，卸料流率反而降低;在合适的位置进行壁面补气或是采用组合方式可以避免架桥的产生，提高卸料流率;随着Bo数的增大，卸料流率减小;含水量对卸料流率的影响取决于Bo数，在低Bo数下，卸料流率随着含水量的增加基本不变，然而，高Bo数下，卸料流率则随着含水量的增加而减小。随后，在自行设计的补气料仓试验台上对木屑卸料流动特性进行了试验研究，调查了加料量、补气方式、补气量、粒径以及卸料口开口尺寸对卸料流率的影响，并由试验结果对所建立的适用于分析湿物料在补气料仓中卸料的模型进行了验证。试验结果表明:对料仓进行壁面补气可以有效破坏料仓中颗粒状木屑所产生的架桥，实现木屑稳定卸料，使卸料流率增加，且卸料完成后仓内残留量很小;低补气量下，不同的加料量其卸料流率变化不大，随补气量增加，加料量比较小时易获得较大的卸料流率;对于粒径较大的木屑颗粒，在距料仓出口处较低位置补气，可有效破坏架桥;而对粒径较小的颗粒，补气位置的高低皆可促进颗粒顺利卸料，但距出口较高的位置补气，可获得较高的卸料流率;随粒径的增加和卸料口尺寸的减小，卸料流率减小;从补气方式、补气量以及卸料口尺寸角度分析，模拟结果所展示的规律性与试验吻合较好。