碾米机是稻米加工工艺中的核心设备,其碾米性能直接关乎到所加工精米的产品质量。按碾白辊布置形式不同,碾米机主要分为:卧式碾米机和立式碾米机。其中,卧式喷风碾米机仍是工业中应用的主流。现有碾米机存在一个问题,卧式碾米机常采用下吸风方式对米糠进行回收,但由于在碾白过程中会产生碎米,部分较小的碎米与米糠一起从碾白室排出,并一同被下部的集糠斗收集。而碎米与米糠具有不同的营养价值,生产中需将两者分离以获得最大利润。为此,米厂通常在碾米机后路单设糠粞分离器对米糠碎米进行分离,但该方案存在投入成本大、能耗高等问题。基于空气动力学,对现有碾米机风道进行改进,设计出一种具有独特环形风道的上吸风式碾米机,可直接在碾米机内部实现米糠与碎米风选分离,无需在碾米机后路加设糠粞分离设备。首先对设想方案进行了整体结构设计,并对米糠与碎米的悬浮速度进行试验、仿真以及理论计算,结果作为风道设计依据;其次,利用CFD仿真技术对不同上吸风风速下碾米机内流场进行仿真研究;再次,利用CFD-DEM耦合方法模拟米糠碎米的分离过程;而后,搭建实物样机,基于PIVlab搭建简易PIV实验平台,对颗粒运动进行实验观测;最后,提出计算米糠运动的物理模型,将计算结果与实验和仿真进行对比。通过上述研究得到了以下结论:（1）利用多种实验标定法对不同颗粒间的物理接触参数进行标定。基于DEM仿真技术利用实验参数标定法建立大米、米糠与碎米颗粒的离散单元多球模型,而后利用CFD-DEM耦合方法测出颗粒模型的悬浮速度,并与实验和理论计算结果进行对比,发现数据稳定性好,颗粒建模准确。（2）了解上吸风风速对该新型碾米机内流场的影响规律。基于CFD仿真技术对不同上吸风风速时环形风道内流场特征进行研究,利用滑移网格模型（SMM）模拟碾白辊转动的影响,并利用多孔介质模型来模拟碾白室内颗粒对气流的阻碍作用,最后搭建实验样机模型。上吸风风速分别取2 m/s、4 m/s、6m/s和8 m/s时,进行分析比较得出:碾白辊的转动对环形风道平均风速影响较小,喷风口喷出的高速气流仅对局部流场产生明显影响,风速在6～8 m/s时预计可实现米糠碎米的分离。利用仪器测量样机风道内平均风速,所测数据与仿真接近。（3）明晰上吸风风速对颗粒运动的影响规律。基于CFD-DEM对不同上吸风风速时碾米机风道内颗粒的运动特征进行仿真分析,并基于PIVlab搭建了PIV实验平台,对实验样机内颗粒运动进行分析。研究发现:上吸风风速为2～8 m/s时,碎米均从下进风口落出;当上吸风风速为2～4 m/s时较多米糠向下掉落,无法实现米糠碎米分离,而上吸风风速为6～8 m/s时米糠紧贴风道壁面以弧形轨迹向上运动,可实现颗粒的充分分离。最后基于MATLAB提出用于计算米糠运动的物理模型,该模型计算数据与仿真及实验数据基本吻合。研究结果表明,该新型上吸风式碾米机相对于市面现有碾米机可直接实现米糠与碎米的分离收集,所建立的物理模型可很好的预测颗粒的运动规律。上述研究对碾米机的性能改善和工艺革新具有积极意义。