粉粒体マイクロダイナミクスに基づく計算機シミュレーションとその検証

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06402034
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 辻 裕 大阪大学, 工学部, 教授 (10029233)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川口 寿裕 大阪大学, 工学部, 助手 (80234045) ; 田中 敏嗣 大阪大学, 工学部, 助手 (90171777) ; 吉岡 宗之 大阪大学, 工学部, 助教授 (10029267)
• Keywords: 混相流 / 粉粒体 / 粒子流 / 離散要素法 / マイクロダイナミクス / 計算機シミュレーションキーワードの(7)可視光がぬけていますのでパンチして下さい。

Research Abstract

球形粒子をつなぎ合わせることによる非球形粒子を作成し、非球形度の影響について調べた。その結果、球形粒子では満足に求めることができなかった安息角を得ることができた。アメリカのグループ(ラブレス研究所、ニューメキシコ州)から提供された、回転容器内で粒子が作る安息角の実測データと比較したところ、予想以上のよい一致を得ることができた。1995年開催の国際会議で発表の予定である。また基礎的研究として、単純剪断流れにおける粒子運動を数値計算し、この研究においても非球形度の影響について調べた。この研究は7年度に実施する粒子群の応力・歪み関係の研究の基礎となるものである。
さらに購入した高速ビデオを駆使し、従来の当グループでは困難であった種々の粒子運動の定量的データを直接得た。その結果、計算で用いたモデルの問題点のいくつかを明らかにすることができた。先ず、ホッパーから流出する粒子の速度を詳細に計測し、当研究グループの離散要素法による計算結果と比較した。その結果、非付着性粒子に関しては、従来のモデルがほぼ満足な結果を与えることがわかった。続いて、回転容器内の粒子運動を計測し、やはり離散要素法による計算結果と比較した。その結果粒子運動における力のバランスに関して、単純かつ実用的なモデルを作成することに成功した。ついで、粒子が分散する固気混相流で観測される粒子クラスターについて、その大きさや速度を計測した。粒子クラスターについては、DSMC法によって詳細な計算を行っている。計算でも予測されたように、クラスターはきわめて複雑な挙動を示し、計算との詳細な比較には至らなかったが、これについては7年度に改めて取り組む予定である。

Research Products

• [Publications] 佐藤,正浩: "DEMによる粒子群の単純せん断流れの数値シミュレーション(粒子形状の影響)" 日本機械学会第72期通常総会講演会講演論文集. (1995)
• [Publications] 六車嘉貢: "離散要素法を用いた容器回転型混合機の特性評価" 日本機械学会第72期通常総会講演会講演論文集. (1995)
• [Publications] 米村茂: "分散系固気二相流中のクラスター形成(粒子濃度および粒径の影響)" 日本機械学会第72期通常総会講演会講演論文集. (1995)
• [Publications] S.Yonemura: "Clastor Formation in Dispersed Gas-Solid Flows(Etects of Physicel Properties of Particle" Proc.Int.Conf.on Miltiphasc Flows'95-Kyoto. (1995)
• [Publications] K.Yamane: "Computer simulation of taklet motion in the coating drum" Pharmaceutical Research. (掲載予定). (1995)