一些颗粒材料如生物质燃料或活性药物成分的颗粒通常具有较大的长径比。这些细长的颗粒可以在较大外力作用下发生破碎成为较短的颗粒,而具有不同长径比的颗粒材料常呈现多粒度分布的状态。本文旨在通过离散单元法(DEM)在三维恒定体积的计算域内对圆柱体颗粒的剪切流动进行数值模拟。在双粒度和高斯分布的两种颗粒(有摩擦和无摩擦)体系中,研究颗粒的尺寸差异,颗粒浓度,尺寸分布以及颗粒物性参数对流动行为和应力本构关系的影响,进而为工业生产中的复杂颗粒问题(如航天,制药,水电等领域)提供理论基础。本文旨在研究多粒度柱状颗粒混合物的剪切流动,在流动过程中不考虑颗粒的破碎。主要研究内容和结论如下:(1)在颗粒表面无摩擦的情况下,对双粒度分布和高斯分布的颗粒流进行剪切模拟。在双粒度分布系统中,其中一种颗粒组分体积的比例增加将导致体系的应力朝着该种颗粒的单粒度应力方向发展。而在高斯分布系统中,应力对于颗粒长度分布的变化不敏感。同时,由于混合物中颗粒的相互作用,相比单粒度环境下,较长颗粒的取向一致性减弱,而较短颗粒的取向一致性增强。(2)在颗粒表面有摩擦的情况下,对单粒度分布,双粒度分布和连续分布的颗粒流进行剪切模拟。当颗粒系统由惯性流动转变为弹性流动时,固体体积分数将达到临界值,此时应力会快速增加同时伴随着剧烈的波动。在单粒度,双粒度和连续分布的颗粒流中,临界体积分数均随着系统平均长径比的增大而减小。同时,对于平均长径比相同的系统,离散度越高,临界体积分数越大。