1997 Fiscal Year Annual Research Report

三次元粘性流動及び粘弾性流動に関する汎用計算機シミュレーション技術の開発

Research Project

Project/Area Number	08455359
Research Institution	KYUSHU UNIVERSITY
Principal Investigator	船津和守九州大学, 工学部, 教授 (80037960)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	松下琢九州大学, 工学部, 助教授 (10209538) 田上秀一福井大学, 工学部, 助手 (40274500) 木原伸一九州大学, 工学部, 助手 (30284524)
Keywords	三次元シミュレーション / 粘弾性流体 / 非ニュートン流体 / 界面 / 自由表面 / 非等温 / 多層ダイスウェル / 二軸スクリュ
Research Abstract	三次元複雑形状内流動、自由表面や界面を有する高分子成形加工工程に対し、汎用的に適用できる粘性および粘弾性数値流動解析プログラムを開発、構築することを目的とし、以下の成果を得た。(1)複雑形状である二軸スクリュ押出機内の二条ねじスクリュエレメントとニ-デイングディスクを結合させた二軸スクリュエレメント部の非ニュートン流動解析を実施し、スクリュの結合部分において混合を促進させていることが示された。また、ツ-チップとスリーチップのニ-ディンクディスク部の解析により、スクリュルートとバレルの距離が大きいものほど剪断応力を比較的小さくし、混合性能が優れること、スリーチップの場合、ニュートラルなディスクねじれのものが混練指標が優れる傾向がみられた。(2)界面位置を決定するルーチンを検討後、界面を含む三次元粘弾性流動解析を実施し、ダイ内流動で一般的にいわれている低粘度流体が高粘度流体を包み込みながら流動する現象は、粘度比よりも高分子流体の弾性的な寄与、特に第二法線応力差と伸長粘度の寄与が支配的であることを明らかにした。(3)前年度の開発した二重管多層ダイスウェル用粘弾性数値流動解析プログラムに工業的に重要な壁面にスリップ現象を考慮し、ダイバージ、コンバージ、ストレートダイにおけるスリップ現象と押出物形状の関係を明らかにした。(4)ダイ内非等温効果について、高分子材料特有の弾性エネルギーの貯蔵効果を検討し、三次元粘弾性非等温流動解析を実施した。(5)バイオリアクター用の三次元有限要素法プログラムを開発した。60rpm.の攪拌を与えた場合、6-L槽は250mlスピナ-フラスコに比べ槽の縦方向に約2倍の循環流が生じ、最大剪断応力はそれぞれ95mPa、108mPaであったが、それらは弱付着性細胞を胆持体から引き離す程度の応力であった。

Research Products
(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] 劉麗潔,船津和守: "最近の押出成形用CAEの発展と研究動向" 合成樹脂. 43・5. 20-25 (1997)
[Publications] K.FUNATSU et al.: "Numerical Simulations of Annular Extrudate Swell of Polymer Melts" Polymer Engineering & Science. 37・7. 1171-1181 (1997)
[Publications] 船津和守ら: "二軸スクリュ押出機の性能に関する理論的研究第3報かみ合い同方向回転セルフクリーニング型二軸スクリュを用いた三次元流動解析" 成形加工. 9・8. 652-660 (1997)
[Publications] 吉永誠,船津和守: "特集押出成形に見る高性能・高機能化の展開二軸押出機に関する流動シミュレーションソフト開発の現状と将来" プラスチックスエージ. 43・8. 108-115 (1997)
[Publications] K.FUNATSU et al.: "Finite Element Analysis of 3-Dimensional Flow in Agitated Bioreactors" Animal Cell Technology:Basic & Applied. 8. 75-82 (1997)
[Publications] 田上秀一ら: "粘弾性流体の高ワイセンベルグ数問題および二重管ダイスウェルシミュレーション" 成形加工. 9・10. 817-824 (1997)
[Publications] 船津和守,田上秀一: "実用プラスチック成形加工事典" 産業調査会編,産業調査会, 936 (1997)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

三次元粘性流動及び粘弾性流動に関する汎用計算機シミュレーション技術の開発

Principal Investigator

船津 和守 九州大学, 工学部, 教授 (80037960)

Research Products

[Publications] 劉 麗潔,船津 和守: "最近の押出成形用CAEの発展と研究動向" 合成樹脂. 43・5. 20-25 (1997)

[Publications] K.FUNATSU et al.: "Numerical Simulations of Annular Extrudate Swell of Polymer Melts" Polymer Engineering & Science. 37・7. 1171-1181 (1997)

[Publications] 船津 和守ら: "二軸スクリュ押出機の性能に関する理論的研究 第3報 かみ合い同方向回転セルフクリーニング型二軸スクリュを用いた三次元流動解析" 成形加工. 9・8. 652-660 (1997)

[Publications] 吉永 誠,船津 和守: "特集 押出成形に見る高性能・高機能化の展開 二軸押出機に関する流動シミュレーションソフト開発の現状と将来" プラスチックスエージ. 43・8. 108-115 (1997)

[Publications] K.FUNATSU et al.: "Finite Element Analysis of 3-Dimensional Flow in Agitated Bioreactors" Animal Cell Technology:Basic & Applied. 8. 75-82 (1997)

[Publications] 田上 秀一ら: "粘弾性流体の高ワイセンベルグ数問題および二重管ダイスウェルシミュレーション" 成形加工. 9・10. 817-824 (1997)

[Publications] 船津 和守,田上 秀一: "実用プラスチック成形加工事典" 産業調査会編,産業調査会, 936 (1997)

船津和守九州大学, 工学部, 教授 (80037960)

[Publications] 劉麗潔,船津和守: "最近の押出成形用CAEの発展と研究動向" 合成樹脂. 43・5. 20-25 (1997)

[Publications] 船津和守ら: "二軸スクリュ押出機の性能に関する理論的研究第3報かみ合い同方向回転セルフクリーニング型二軸スクリュを用いた三次元流動解析" 成形加工. 9・8. 652-660 (1997)

[Publications] 吉永誠,船津和守: "特集押出成形に見る高性能・高機能化の展開二軸押出機に関する流動シミュレーションソフト開発の現状と将来" プラスチックスエージ. 43・8. 108-115 (1997)

[Publications] 田上秀一ら: "粘弾性流体の高ワイセンベルグ数問題および二重管ダイスウェルシミュレーション" 成形加工. 9・10. 817-824 (1997)

[Publications] 船津和守,田上秀一: "実用プラスチック成形加工事典" 産業調査会編,産業調査会, 936 (1997)