我国是发展中的农业大国，人口众多，土地资源辽阔，但可耕地面积比重较小，农业现代化已成为发展我国农业的必然趋势。农业现代化的覆盖面较为广泛，精密播种是实现农业现代化中非常重要的环节，同时也是实现农业现代化的必经之路。精密播种采用现代化精密播种机械，可以快速、有效和精准地按照要求将种子播撒在田间，为种子的生长发育创造最佳条件，同时还可以避免大量种子不必要的浪费，减少田间间苗、定苗用工，保证作物的稳步增产，实现增产增收。精密播种作业对精密播种机的要求越来越迫切。精密排种器作为精密播种机的核心部件，它的结构是否合理将直接影响到播种机的播种精度、播种速度、制造成本以及对种子的适应性等各个方面。因此研究精密排种器，将会进一步提高精密播种的质量，加快精密播种的发展速度。目前，大多数研究者对排种器的研究仍然采用传统的方法，即通过设计、试制、样机试验、统计分析、改进设计、试制和再试验，如此反反复复，直到达到要求的结果。在排种器的研究过程中，许多结构参数都是依靠设计人员的经验来确定的，并且农机试验的季节性强，同时会造成大量人力、财力的浪费，还有可能得不到最佳的优化效果。显然不能满足现代精密播种的研究要求。随着科学技术的发展，一种新的研究方法诞生了，即利用流固耦合的方法对气力式排种器进行研究，其实质是利用离散元法与计算流体力学相耦合的方法，对气力式排种器的工作过程及其性能进行研究。离散元法（Discrete Element Method，简称DEM）是由Cundall等人提出的用于处理散体介质系统的力学行为的数值方法，其基本思想是把散粒群体简化成具有一定形状及质量颗粒的集合，赋予接触颗粒间及颗粒与接触边界间某种接触力学模型和模型中的参数，以考虑散粒之间及散粒与边界间的接触作用和散粒体与边界的不同物理机械性质。计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是在20世纪60年代起伴随着计算机软硬件技术迅猛发展起来的，是流体力学的一个新兴的分支。它采用数值方法求解流体流动的偏微分方程组，通过求解这些流动控制方程，就可以得到流动参数在流场中的分布以及随时间的变化。本课题组研制的离散元法软件（Integrated Discrete Element Method，简称IDEM），已经可以对颗粒与颗粒之间、颗粒与机械部件之间的接触作用和颗粒的运动情况进行很好的分析，且计算功能日趋成熟。可以通过修改机械部件的CAD模型，对其工作过程和性能进行模拟仿真，改变颗粒及力学模型，对不同颗粒在机械部件中的运动状况进行分析。FLUENT软件是目前市场上最流行的CFD软件，它具有非常强大的流体计算功能，在美国的市场占有率达到60%。在进行网上调查中发现，FLUENT软件是在中国最广泛使用的CFD软件。因此，将FLUENT软件的流体计算和IDEM软件的离散元计算耦合起来，并将这种方法用于对气力式排种器的仿真分析中，可以为气力式排种器的研究提供一种新方法。而且，基于离散元方法的流固耦合计算可以在众多的领域中应用，为更多关于颗粒和流体的机械部件研发和优化提供了便利。本文首先研究了FLUENT软件的操作方法，在此基础上通过文本文档传输命令，使IDEM软件与FLUENT软件建立起联系，实现了在IDEM软件中对FLUENT软件进行外部操作，对流体计算时所需的参数和求解器进行设置和选择，由此实现了基于FLUENT软件的流体计算。其次，研究了FLUENT软件的二次开发方法，在此基础上应用FLUENT软件的自定义函数UDF，将计算出的流场信息输出至文本文档，并且通过另一个文本文档中的数字变化对FLUENT软件中每一时步的计算与数据传递进行控制。第三，研究了CFD与DEM的耦合方法，在IDEM软件中编写出与FLUENT软件的耦合接口，接收由FLUENT软件计算输出至文本文档中的流场信息，并且将接收到的流场信息应用于离散元法计算，同时通过另一个文本文档中的数字变化对接收数据和计算过程进行控制，从而实现了FLUENT软件与IDEM软件的耦合。最后，对所编写的耦合程序进行测试分析，测试了只有流场的情况和在流场中加入颗粒的情况。将经典管道流模型与顶盖驱动模型用于只有流场的测试，并与FLUENT软件中流场的计算结果进行比较，对比可知IDEM软件对FLUENT软件中流场信息的提取是正确的。同时，将管道流模型与弯管模型用于在流场中加入颗粒的测试，并与EDEM软件与FLUENT软件的耦合结果进行比较，仿真结果显示相一致，由此初步验证了本文实现的FLUENT软件与IDEM软件耦合计算的可行性和有效性。在上述工作基础上，采用FLUENT与IDEM耦合的软件，对一种气吹式排种器的工作过程及其性能进行仿真分析，并与试验结果进行了比较，可知FLUENT与IDEM耦合的软件，用于气吹式排种器的仿真分析是有效可行的，为气吹式排种器的研究和优化设计建立了一种新方法。