颗粒物质是指大量颗粒组成的离散体系,与人类生产生活息息相关,如粮食生产、矿物分选、医疗药片和雪花砂石等,所以对颗粒物质的研究具有极大的工程应用价值。自从发现“巴西果分离”现象以来,广大学者和工程师对颗粒分离的机理进行了深入研究,但由于颗粒体系的复杂性,至今都没有确切的解释,只有多种机理的相互竞争,主要包括空隙填充和对流机理,还存在渗透、凝聚、热扩散、气隙、惯性等,所以对颗粒物质的研究也具有极大的学术价值。农业中的粮食颗粒可视为特殊形状的颗粒物质,谷物分离过程也可视为颗粒振动分离过程,为了在V形槽中实现稻米和茎秆的分离并揭示其分离机理,首先通过Solid Works软件建立V形槽几何模型,并运用EDEM软件建立稻米和茎秆颗粒模型,然后对稻米和茎秆在水平振动下的运动行为进行模拟,得出二者分离机理,再然后对影响稻米和茎秆分离效果的参数进行讨论,包括V形槽形状、V形槽振动频率(4～7 Hz)和振幅(10～25 mm)、V形槽初始倾角(-10°～15°)和激振方式(竖直振动和摆振),得出最适合于稻米和茎秆分离的参数,最后进行验证性试验,检验仿真结果的准确性。研究结果表明:频率为6 Hz,振幅为20 mm的V形槽可以实现稻米和茎秆的分离,但分离构型存在缺陷。运用动能定理,并结合理论力学和流体力学相关理论,可以对稻米和茎秆在V形槽中的分离机理作出解释。在对影响稻米和茎秆分离效果的参数进行讨论的过程中,发现在V形槽底板和圆弧壁处添加横筋可以大大强化稻米和茎秆的分离效果,最终所得稻米体积浓度为1。在对V形槽频率和振幅的讨论过程中,发现不同的频率和振幅的组合都可以实现稻米和茎秆的完全分离。在对V形槽初始倾角的讨论过程中,发现负向倾角不利于稻米和茎秆的分离,正向倾角对二者分离效果影响较小,对分离构型影响较大。在对V形槽激振方式的讨论过程中,发现竖直振动下稻米和茎秆不会产生分离,摆振时二者有分离的趋势但无法完全分离。最后进行的验证性试验表明了离散单元法的有效性。通过对稻米和茎秆在V形槽中分离行为的研究,揭示了颗粒分离机理,为颗粒物质动力学的研究完善提供一定的理论支持,同时在研究过程中设计和搭建的试验平台可为谷物分离提供新的工艺与设备,对推进农业机械化发展有积极作用。