1999 Fiscal Year Annual Research Report
3次元濾過理論に基づく泥しょう鋳込み成形の有限要素解析
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10650744
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
新垣 勉 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (00023276)
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| Keywords | 鋳込み形成 / 有限要素法 / 3次元着肉 / 着肉成長式 / 曲率 |
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| Research Abstract |
1.圧縮透過特性の迅速決定法の開発:圧縮透過特性は7個の実験定数で規定され,濾材抵抗を規定する1個の定数との計8個の定数を任意に設定すると,近代濾過理論に基づき濾液流出量の経時変化を予測できる。意図的に大きくした濾材抵抗にて定圧濾過を行うとその初期段階の濾過特性は変圧濾過のそれと同等な情報を含む。従って,定圧濾過実験の初期段階の濾液流出量変化データだけに基づき,その理論値と実測値との偏差を最小化するよう8個の実験定数を探索すると,圧縮透過特性を簡便迅速に決定することができる。本研究ではSimplex法による探索法を提案した。従来の実験法では長い日数(20日〜30日)を要したが,本方法によれば,高々2〜3時間にて圧縮透過特性の迅速決定が可能となった。
2.3次元鋳込成形の解析手法の開発:先ず,セラミックス焼成用または化学用容器として重要な矩形体を想定し,鋳込成形時の非圧縮性ケークの成長を2次元的に有限要素法を用いて予測した。次に,円筒型における鋳込成形について,濾過理論に基づき圧縮性ケークの3次元成長挙動を有限要素法により予測する手法を提示した。この場合,最終的に解くべき方程式系は圧縮圧力に関する非定常の偏微分方程式および粒子移動速度に関係する変数に関する偏微分方程式とからなり,空間的には有限要素法で,時間的には有限差分法でそれぞれ離散化すると時間発展的に解くこととなる。なお,数値解析においては,無限小時間ということはありえないため,有限の時間刻み△tにて,有限の厚さだけ曲面を成長させる必要がある。このとき,△t時間後に成長させるべき着肉厚さはケーク曲面の曲率に依存することを明らかにし,2つの主曲率を考慮に入れる着肉計算式の導出を行った。
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[Publications] Minoru Takahashi: "Numerical Simulation of Two-dimensional Cake Growth in a Rectangular Slip Casting System"Ceramics Transactions. 83. 203-210 (1998)
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[Publications] Minoru Takahashi: "Computer Simulation of Cake Growth and Particle Consolidation During Slip Casting"Advandes in Science and Technology. 14. 443-454 (1999)
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[Publications] Minoru Takahashi: "FEM Simulation of Slip Casting"Proceedings of the 8th Nissin Engineering Particle Technology International Seminar,Kobe,Japan Dec.5-7. 162-171 (1999)
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[Publications] Tsutomu Aragaki: "A Predictive Determination Method of Compression-Permeability Characteristics Based on A Single Run of Constant Pressure Filtration Experiment and Modern Filtration Theory"Proceedings International Symposium of Separation Technology-Between Japan and Korea-,Seoul,Korea,August 28-29,(1999).. 1071-1074 (1999)
