筒仓广泛应用于化工、粮食等工业领域。筒仓内储存的储料在卸料过程中,由于储料与仓壁以及储料之间的相互碰撞产生的内载荷严重影响着筒仓使用寿命。通过数值模拟预测筒仓卸料过程中仓壁动态侧压力和储料流动模态具有重要意义。采用离散元对筒仓卸料过程进行研究时具有耗时长难以收敛等缺点。有限元研究筒仓卸料问题虽然能够解决收敛问题,但筒仓卸料过程中储料流动产生大变形常会造成有限元网格产生畸变。物质点法通过质点携带材料信息,通过在每个时间步构造均匀的背景网格来进行计算,能够有效的避免了有限元模拟筒仓卸料过程中的网格畸变问题。本文基于物质点法对筒仓卸料过程进行数值模拟,探讨筒仓卸料过程的规律,并对筒仓卸料过程模拟中计算量大的问题进行了GPU加速的研究。基于物质点法对筒仓卸料过程进行数值模拟。利用FORTRAN语言编写了筒仓卸料过程的物质点法计算程序。对筒仓静态平衡过程和单卸料口中心卸料过程进行模拟,得到仓壁静态侧压力和动态侧压力,并与理论计算结果和有限元结果进行对比,吻合较好。表明利用物质点法对筒仓卸料过程进行数值模拟是可行的,也为筒仓卸料问题提供了一种新的研究方法。研究了工艺条件对筒仓卸料过程的影响规律。首先分析了卸料口数量及开设位置对筒仓卸料过程的影响。分别得到了筒仓单卸料口、双卸料口和多卸料口的中心卸料和偏心卸料时储料的流动模态和流动速度、仓壁动态侧压力变化规律。研究结果表明:单卸料口和双卸料口偏心卸料有利于卸料前中期时储料的卸出,但会产生偏心流动,导致靠近卸料口位置处仓壁动态侧压力的下降趋势和震荡幅度变大,引起的偏心载荷不利于筒仓结构的稳定性。然后分析了偏心率、卸料口大小、筒仓高径比、摩擦条件和材料参数对仓壁动态侧压力分布的影响。结果表明:不同高径比筒仓动态侧压力最大值出现位置均位于筒仓下部。材料参数中泊松比、密度、弹性模量和膨胀角的增大会引起动态侧压力值的增大,而内摩擦角则相反。选择摩擦系数、卸料口直径、偏心率三个参数进行正交试验分析。极差分析结果表明:对最大动态侧压力值影响最大的参数组合为卸料口直径4m、偏心率0.2、摩擦系数0.2,方差分析结果表明三个因素显著性水平关系为:摩擦系数>卸料口直径>偏心率。所得结果可为筒仓设计提供参考。基于CUDA平台对筒仓卸料过程物质点GPU加速算法进行研究。通过编写的GPU并行加速程序对筒仓静态平衡过程和单卸料口中心卸料过程进行模拟,得到的仓壁静态侧压力和动态侧压力结果与CPU模拟结果吻合较好,验证了GPU加速程序的有效性。研究了模拟筒仓卸料过程中质点数和结点数对GPU加速算法的影响。结果表明:使用GPU加速算法能够提高了物质点法模拟筒仓卸料过程的效率,其加速比在4~8倍之间。