粒子モデル専用計算機を用いた高濃度粒子流動の数値解析法の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555379
• 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, 助教授 (90171777) ; 吉岡 宗之 大阪大学, 工学部, 助教授 (10029267)
• Keywords: 混相流 / 粒子流 / 粉粒体 / 数値シミュレーション / 離散要素法

Research Abstract

1.粒子モデル専用計算機の粒子流動数値シミュレーションへの適用
粒子の接触帯電過程の数値シミュレーションに粒子モデル専用計算機を適用し、粒子モデル専用計算機を用いず、スパーパーソナルコンピューターのみによる場合との比較を行った。粒子モデル専用計算機は粒子間に作用する電気力の計算に用いた。粒子の挙動は両者ともよく一致し、粒子モデル専用計算機により精度よく粒子間の電気力を評価できることを確認した。次に、粒子モデル専用計算機により計算時間の短縮の効果について調べた。粒子数が小さな場合には両者に差は見られないが、粒子数が大きくなると粒子モデル専用計算機を用いた場合に計算時間は短縮できた。計算時間短縮の効果は粒子数が200個程度であっても、用いない場合に比べて計算時間が約40%短縮できた。
2.離散要素法による各種粒子流動の数値シミュレーション
粒子モデル専用計算機を適用する対象としては種々の粒子流動が考えられる。そこでまず、粒子モデル専用計算機を適用する準備として、通常の離散要素法により転動ボールミル内の媒体運動、粒子群の単純せん断流れ、噴流層内の流動、粒子粉砕過程の数値シミュレーションを行った。
3.2次元流動層の実験
シミュレーション結果との比較を行うため2次元流動層の実験を行った。粒子の流動は高速度ビデオにより記録し,この画像をワークステーションで解析して、気泡径と気泡上昇速度の関係などを求めた。

Research Products

• [Publications] 井上義之: "離散要素法による転動ボールミル内の媒体運動の解析" 日本機械学会論文集(C編). 63・606. 356-363 (1997)
• [Publications] 井上義之: "DEMによる転動ボールミル内の媒体運動の解析(2次元と3次元の比較)" 粉体工学会1996年度春期研究発表会講演論文集. 147-150 (1996)
• [Publications] 田中敏嗣: "粒子群の単純せん断流れの数値解析(粒子形状の影響)" 混相流シンポジウム'96(第15回)講演論文集. 45-48 (1996)
• [Publications] 川口寿裕: "円筒内噴流層の準3次元的数値シミュレーション" 混相流シンポジウム'96(第15回)講演論文集. 157-160 (1996)
• [Publications] 越智 匡: "DEMによる粒子粉砕の数値解析" 日本機械学会関西支部 第72期定時総会講演会講演論文集. (発表予定). (1997)
• [Publications] 山下倫弘: "離散要素法による粒子間接触帯電シミュレーション(電荷移動モデルの検討)" 日本機械学会関西支部 第72期定時総会講演会講演論文集. (発表予定). (1997)