当前,全球粮食市场的风险和不确定性显著增加,给我国的粮食生产带来巨大挑战。我国目前食品消费构成有一半以上是非口粮类食物,主要包括肉、蛋、奶及油等等,其生产和转化,均离不开大豆。所以,新时代的粮食安全不仅要保障主食粮食安全,也要努力保障大豆安全。目前,国内大豆储藏多为浅圆仓储藏。大豆自流入库后自动分级现象严重,导致粮堆内部孔隙率分布不均,进而造成粮堆局部温度偏高,不利于粮食的长期储存。为了缓解粮食进仓时的自动分级现象,国内外一些浅圆仓使用了布料器,部分缓解了粮食自动分级现象,但是在使用过程中依然存在布粮不够均匀,应用效果不明显的问题。针对上述问题,本文的主要研究内容如下:1、在测量真实大豆颗粒本征参数的基础上重构大豆非球形颗粒模型,以休止角为响应值,标定并优化大豆离散元仿真参数。结果表明,最优的主要仿真参数分别为大豆-大豆碰撞恢复系数0.292、大豆-钢静摩擦系数0.487、大豆-大豆静摩擦系数0.409。2、本文以孔隙均匀性和通风效果为考核指标,设计并优化了一个新型的浅圆仓布料器结构,它主要由溢料筒、滑臂、溜槽、挡板和电机组成,通过调节布料器转速、转臂形式和数量等参数,可以调节粮食落料点。同时,利用离散元仿真软件模拟不同进料方式下粮堆堆积过程,得到一个接近于真实粮堆的静态粮堆,并进一步分析粮堆内部孔隙率的分布规律。可以得出,当进料布料器结构臂数为六臂,转速为6（rpm）时,粮堆内部孔隙分布更为均匀。3、利用DEM-CFD耦合计算的方法对静态粮堆进行通风过程研究,并深入对比分析选用不同结构布料器进料时粮堆的通风均匀性和降温速率等参数。当进料布料器结构为六臂、转速6（rpm）时,粮堆通风效果最好,粮堆通风均匀性数值更高,可达0.9127,粮堆降温速率更高,可达0.7048（℃/h）。4、开展实验研究,通过对比分析粮堆各层温度的实验实测值、耦合计算结果和传统方法计算结果的变化情况,发现耦合计算方法的结果更能够反映实际粮堆内部的流动与传热规律,验证了数值模拟结果的准确性。同时,证明了以孔隙均匀性和通风效果为优化指标,利用数值模拟的方法对浅圆仓布料器进行优化的方案是可行的。经综合考虑粮堆孔隙均匀性和通风效果等两个指标后,得出结论:最优的布料器结构为六臂,最优的转速为6（rpm）。本研究创新之处在于设计了一个新型的浅圆仓布料器,并基于DEM-CFD耦合方法模拟分析了非均匀结构多孔介质分部特征对热量传递的影响。为有效解决粮食自动分级和优化储粮通工艺提供了依据。