2008 Fiscal Year Annual Research Report
コンバイン脱穀部内の風選メカニズムの理論的解明と選別制御への応用
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18380149
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
井上 英二 Kyushu University, 大学院・農学研究院, 教授 (00184739)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 健 九州大学, 大学院・農学研究院, 教授 (50117272)
岡安 崇史 九州大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (70346831)
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| Keywords | 選別制御 / 有限体積法 / 乱流モデル / 個別要素法 / 形状モデル / 飛行シミュレーション / 拡張個別要素法 |
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| Research Abstract |
平成20年度は,選別制御に向けて数値計算プログラムの改良およびその妥当性の検証するため実測値との比較検討を行った。
・まず,選別風の風速分布について有限体積法(FVM)による数値シミュレーションを進めてきた。
乱流モデル(k-εモデル)を導入し,主流域については,実測値と比較的良く一致した。選別部機構全体の開発改良について有効な情報を寄与するには,壁面近傍の結果に課題が残っているが,本研究が対象とした風速場については良好な解析が可能となった。また,壁面近傍の課題については壁関数の検討や計算領域分割を工夫することで改善が期待できる。
次に,籾や藁などの被選別物群の飛行シミュレーションについては,個別要素法(DEM)を用いて計算を行っている。籾の形状モデルは,円要素のみで構成し,藁の形状モデルは,円要素と線要素の組み合わせに改良した。これにより,計算の効率化が進み,風速変化に伴う飛行軌跡の傾向は妥当な結果を得ることができたが,実測値と比較すると改善の必要があった。また,飛行速度は,籾は実測よりやや低く,藁は実測よりもやや高い結果となった。姿勢変化に伴う揚力・抗力係数の導入,計算粒子数の増加が必要である。
個別要素法の計算例としては,円要素(3次元場合は球要素)を対象としたものが多いが,本研究のように楕円形や長方形などにも円要素および線要素を組み合わせることでモデル化し,計算が可能となったことは重要な成果であり,拡張個別要素の計算例として有用な事例となった。
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