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本论文采用组合球离散元法数值模拟了一系列不同形貌(不同长高比，h/b)长方体颗粒的振动堆积致密化，并通过物理实验验证了模型的有效性。研究了振动参数对长方体颗粒堆积致密化的影响，并在数值模拟中对初始堆积和致密堆积的宏观及各微观性能进行了定量表征。同时，对粒子堆积致密化的机理展开分析。
物理实验和数值模拟都是在圆柱容器中匀速倒入h/b=0.5的长方体颗粒，形成初始堆积结构，再施加不同的振动条件（振幅和振动频率）对其进行致密化，并研究振动参数对堆积密度的影响。研究结果发现长方体颗粒的堆积密度随振幅或振动频率的增大而呈现先增高后降低的趋势，且物理实验和数值模拟的最佳振动参数一致。物理实验中通过在不同容器中的外推实验消除容器壁的影响，得到h/b=0.5长方体颗粒的初始堆积密度ρ=0.630，最密堆积ρ=0.705;数值模拟中通过“内推法”消除容器壁的影响，获得h/b=0.5长方体颗粒的初始堆积密度ρ=0.631，最密堆积ρ=0.700，物理实验和数值仿真结果很好的吻合，证明数值模拟中所用模型的有效性。
在系统的数值模拟实验中，本文对一系列不同长高比长方体颗粒振动前后的堆积结构进行了详细地宏观及微观性能表征，包括堆积密度(ρ)、有序度（S2和S4）、配位数(CN)、径向分布函数(RDF)、接触类型及力的网络结构等。研究结果表明，每种长高比颗粒对应着各自的最佳振动参数，随着长高比的增加，堆积密度曲线分别在h/b=0.5，h/b=1.0和h/b=1.5处达到峰值，对应的堆积密度分别是0.700，0.736和0.707。振动过后，长方体颗粒向列相参数S2降低，长高比过高或过低的长方体颗粒更容易形成取向有序;立方有序参数S4升高，但与振动过后堆积密度升高程度无明显相关性。振动过后，平均配位数降低，是因为形成了更多面与面的接触。长高比过高或过低的长方体颗粒平均配位数更高。RDF峰值表明长方体颗粒在堆积过程中会形成几种特定的局部堆积结构，振动过后，RDF峰值升高。振动过后，颗粒间面与面接触的数量增多，面与顶点接触的数量减少，是堆积密度上升的根本原因。在力的网络结构中，振动过后力的数量减少，其中强力的数量增加,弱力的数量大幅减少，推动颗粒形成致密的堆积结构。
物理实验和数值模拟都是在圆柱容器中匀速倒入h/b=0.5的长方体颗粒，形成初始堆积结构，再施加不同的振动条件（振幅和振动频率）对其进行致密化，并研究振动参数对堆积密度的影响。研究结果发现长方体颗粒的堆积密度随振幅或振动频率的增大而呈现先增高后降低的趋势，且物理实验和数值模拟的最佳振动参数一致。物理实验中通过在不同容器中的外推实验消除容器壁的影响，得到h/b=0.5长方体颗粒的初始堆积密度ρ=0.630，最密堆积ρ=0.705;数值模拟中通过“内推法”消除容器壁的影响，获得h/b=0.5长方体颗粒的初始堆积密度ρ=0.631，最密堆积ρ=0.700，物理实验和数值仿真结果很好的吻合，证明数值模拟中所用模型的有效性。
在系统的数值模拟实验中，本文对一系列不同长高比长方体颗粒振动前后的堆积结构进行了详细地宏观及微观性能表征，包括堆积密度(ρ)、有序度（S2和S4）、配位数(CN)、径向分布函数(RDF)、接触类型及力的网络结构等。研究结果表明，每种长高比颗粒对应着各自的最佳振动参数，随着长高比的增加，堆积密度曲线分别在h/b=0.5，h/b=1.0和h/b=1.5处达到峰值，对应的堆积密度分别是0.700，0.736和0.707。振动过后，长方体颗粒向列相参数S2降低，长高比过高或过低的长方体颗粒更容易形成取向有序;立方有序参数S4升高，但与振动过后堆积密度升高程度无明显相关性。振动过后，平均配位数降低，是因为形成了更多面与面的接触。长高比过高或过低的长方体颗粒平均配位数更高。RDF峰值表明长方体颗粒在堆积过程中会形成几种特定的局部堆积结构，振动过后，RDF峰值升高。振动过后，颗粒间面与面接触的数量增多，面与顶点接触的数量减少，是堆积密度上升的根本原因。在力的网络结构中，振动过后力的数量减少，其中强力的数量增加,弱力的数量大幅减少，推动颗粒形成致密的堆积结构。