在现实世界中，存在着大量的颗粒状物质，如空气中漂浮的尘埃，地面上滚动的砂石，海水中沉浮的零落的珊瑚礁颗粒，又如农业生产中使用的化肥颗粒，农产品中的大豆、玉米、小麦，再如医疗领域中的粒状药物，化工领域中的颗粒原料与产品等。可见，颗粒状物质极其广泛地存在于我们生产、生活中，更可以说，物质世界是颗粒的世界，而对颗粒的研究也有助于我们认识世界，有助于我们生产、生活方式的提高与改善。颗粒具有离散性和流动性，对于颗粒的研究不能采用传统的流体或固体力学方法。自从Cundall教授提出离散元法，离散元法已成为研究颗粒运动的重要方法。离散元法的基本原理如下：将颗粒群体看作是具有一定形状颗粒的集合，通过应用动态松弛和时步迭代等方法，计算每个颗粒的运动信息，从而得到颗粒群体的运动过程。对于似于球形的实际颗粒，可以采用球颗粒模型进行仿真模拟，而对于那些形状不规则的颗粒，应用球颗粒进行模拟的结果与实际情况差别比较大，不是可取的办法，可以采用不是球形的颗粒模型，这里统称为非球颗粒模型，非球颗粒模型表面可以规则也可不规则，其内部全部由一个个简单的小球颗粒进行填充，在仿真模拟时，通过逐个计算其内部小球模型的受力来计算非球颗粒的受力，从而达到仿真模拟非球颗粒运动的目的。对于任何运动过程的计算，一个良好的算法是关键，同样，要对非球颗粒进行仿真模拟，找到适用于非球模型的算法是这个过程的重中之重。经过多年不懈的努力，对于设计三维离散元法软件，本课题组已经拥有了丰富的理论基础和完善的体系结构，但目前还是存在着一些需要改进的地方，如对于非球型颗粒的模拟，效果还没有达到最佳，又如软件的存储功能也不很完善，目前只能全部存储颗粒的受力、速度、位移、流量等运动信息，而无选择性，再如对于非球型颗粒，没有实现同型颗粒间的不同力学属性颗粒的计算模拟，还有一些实用功能没有实现等。本文在研究已有非球颗粒计算算法的基础上，从非球颗粒间的相互碰撞过程和非球颗粒与边界间的相互碰撞过程两方面进行详细探讨，分别对非球颗粒间的判断接触检测过程、非球颗粒间的接触力计算过程、非球颗粒与边界间的接触力计算过程、非球颗粒运动求解过程等分析计算过程进行研究，建立了求解非球颗粒运动过程的算法，并且编程实现了改进后的非球颗粒计算算法的三维离散元法软件。通过大量的测试，看到非球颗粒的仿真效果更逼真，证明了改进后的非球颗粒计算算法的正确性，同时验证了软件的可靠性。本文对已有的三维离散元法软件增加了几个实用的功能。它们分别是多属性非球颗粒计算功能、计算结果的选择性保存功能、快速播放功能、设置颗粒初速度功能和设置颗粒生成速度功能。多属性非球颗粒计算功能可使软件在仿真计算时，可以使用相同几何模型不同力学属性的非球颗粒，即相同种类的非球颗粒，但这些非球颗粒的形状、密度、质量、阻尼系数、刚度系数等一切物理参数可以不同，从而使软件的模拟更接近现实情况。对于计算结果的选择性保存功能，在开始计算前，通过界面控制所要保存的一项或多项运动信息，包括受力、速度、角速度、流量，为用户提供了自主选择的空间，同时也减少了存储容量。对于快速播放功能，通过控制计算结果文件的读取内容来实现结果文件的快速播放功能，使用户更省时、更有效的了解软件的计算结果。对于设置颗粒初速度功能，计算前，通过设置软件界面上的x、y、z三个方向上的速度值来控制颗粒的初始速度，而对于设置颗粒生成速度功能，通过设置软件界面上的颗粒生成速度数值来控制计算过程中每个时步颗粒的生成数目，它们使软件计算时更满足用户需求。最后，通过对新增功能的逐一测试，验证了这些功能的可用性和实用性。