经典离散单元法(DEM)大多基于理想球形颗粒单元,然而自然界和工程应用中的许多真实颗粒物质并非理想球体,非球形颗粒在平面、剪切等常见颗粒流动行为中与球形颗粒存在明显差异,其形状效应不能简单的通过改变球形颗粒参数来模拟。由于大部分非球形颗粒构造方法无法直接用于构造凹面颗粒,需要发展一种基于凹面颗粒单元的离散元方法来研究生产、生活中凹面颗粒物质(谷物、细胞等)的物理、力学行为。本文针对凹形颗粒离散元模拟方法少、计算费用高等局限性,提出了一种基于拓展多凹面颗粒单元的离散元数值方法。基于多球布尔减运算构造多凹面颗粒单元,引入正态、随机等分布方式控制凹面位置及大小,提出拓展凹面体方法平滑颗粒表面来避免棱边接触奇异,给出凸、凹、平面七种接触方式并由此建立了多凹面颗粒-颗粒、颗粒-边界接触判断算法,利用GPU并行超算提高接触判断计算效率,给出了多凹面颗粒接触力计算模型并采用动量定理和四元数法计算颗粒的运动。通过颗粒流动堆积问题和漏斗堵塞问题验证拓展多凹面颗粒离散元方法的有效性。结果表明,拓展多凹面颗粒与理想球形颗粒的静态堆积角存在明显差异,凹面颗粒堆积角度与颗粒表面凹坑大小和数量成反比。拓展多凹面颗粒与理想球形颗粒在方形漏斗卸料过程中都会出现堵塞效应,球形颗粒的堵塞效应更加明显。