化石燃料由于其储量有限，不可再生，且对环境的污染比较严重，已经制约了社会的发展。生物材料是一种可再生的绿色能源，是传统化石燃料的天然替代品。然而，由于生物材料密度小、体积大、湿度高导致了运输、生产和存储的成本较高，为了解决这些问题，对生物材料进行密实化处理显得尤为重要。本文对生物材料的密实化过程进行了研究。现有的生物材料密实化模型大多是经验模型，由于经验模型很难说明生物材料的密实化机制。为了解决这一问题，本文采用离散元法研究生物材料的密实化过程，此方法可以通过追踪单个颗粒的运动得到颗粒集合体的整体运动状态，从而准确的描述生物材料的密实化过程。本文基于离散元法对颗粒的生成和重力作用下的自由堆积过程进行了模拟，并用系统的平均不平衡力和任意一个颗粒的运动状态来证实颗粒在重力作用下达到稳定状态；然后分别研究了颗粒在静压和振动作用下的密实过程，并从宏观和微观描述了生物颗粒在密实过程中结构的变化，同时得到了静压密实和振动密实下轴向压强和侧向压强的变化情况，并且进行了比较分析，对不同屈服极限的颗粒材料在振动密实过程中轴向压强和侧向压强的变化情况进行了研究。结果表明，在静压密实和振动密实的过程中，随着活塞对颗粒作用力的增加，颗粒的密度、配位数、平均配位数都在增加，说明了颗粒间的空隙减少，形成了更加密实的结构。此外，振动密实下的轴向压强和侧向压强均小于静压密实的轴向压强和侧向压强，对屈服极限较小的生物颗粒进行密实化处理时可得到较小的轴向压强和较大的侧向压强，反之也成立。最后，基于传热学的基本理论，讨论了生物颗粒的热传导控制方程，并将其与离散元法相结合，对振动密实过程中颗粒温度的变化做了研究，同时研究了振动频率和振幅对颗粒温度的影响。结果表明，在振动密实化的过程中，颗粒温度随着振动时间、频率和振幅的增加而升高。