颗粒形状是散体物料中的重要参数。近年来,采用离散元数值方法,在不同尺度下对非球散粒体的建模受到学者们的广泛关注。细观尺度下,为获取颗粒间接触、膨胀等微观力学信息,必须对非球颗粒形状进行精确描述。而在宏观尺度下,由于模拟计算量的限制,为实现巨量颗粒体系下的物理现象,可以忽略非球颗粒模型精度。因而,开展适用于细观和宏观尺度下非球形颗粒的离散元模型的研究具有重要的工程和科学意义。本文拟开展基于离散元法的椭球颗粒多尺度建模方法研究。采用多球填充法和粗粒化法,分别在细观尺度和宏观尺度上对其颗粒形状进行建模,通过对椭球颗粒的静态与动态堆积、剪切盒试验等过程的数值模拟分析和试验结果的对比,验证本研究所提出的椭球颗粒建模方法的可行性和有效性。本文研究结论如下:(1)糙米籽粒细观尺度建模方法。首先,将糙米籽粒视为椭球体,确定其长轴和短轴的长度,进而采用多球填充法进行几何建模。其次,通过对颗粒几何轮廓理论计算,得到填充数分别为5、7、9、11、13、15和17时的椭球颗粒几何模型。最后,通过数值模拟计算上述不同填充数下椭球颗粒模型的角度因子。(2)糙米籽粒细观尺度模型检验。基于无底圆筒法和滚筒法进行糙米籽粒堆积试验,对糙米籽粒的静态堆积角和动态堆积角进行测量。通过对糙米籽粒堆积过程的分析,研究结果表明:糙米籽粒填充数无法预测模拟精度,而通过应用角度因子可以确定糙米籽粒的填充球数,且9o的颗粒几何轮廓采样间隔适宜于对角度因子进行数值计算。最后,通过试验与仿真结果对比分析,在细观尺度下,当糙米籽粒填充数目为15球时,建立的糙米籽粒离散元模型精度最高。(3)糙米籽粒宏观尺度建模方法。首先,随机选用1000粒糙米籽粒进行尺寸统计测量,并获取糙米籽粒的粒度分布,计算得出糙米籽粒的实际平均粒径为2.84mm。其次,采取粗粒化法对糙米籽粒进行离散元几何建模,并建立放大因子分别为1、1.5、5和12.5时的糙米籽粒几何模型。(4)糙米籽粒宏观尺度模型检验。基于剪切盒进行糙米籽粒卸料试验,并通过图像方法对糙米籽粒卸料倾斜角测量。同时,采取一致方法实现糙米籽粒剪切盒卸料的仿真模拟。最后,通过试验与仿真结果对比分析,结果表明:宏观尺度下,摩擦参数集可作为糙米离散元建模的标定参数。当颗粒间滑动摩擦和滚动摩擦系数为0.31时,所得离散元数值研究结果适用于揭示糙米籽粒群在准静态和高动态流动下的物理试验现象。本文研究结果可为椭球颗粒的数值建模提供方法依据,同时也为其它非球形颗粒建模提供参考。