| 研究課題/領域番号 |
19K14922
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
吉田 達哉 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (20734544)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 粉体 / 粒状体 / ボールミル / 個別要素法 / 粗視化 / 連成解析 / 熱伝導解析 / 接触解析 / 粉体工学 / 有限要素法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
粉体プロセスの解析においては個別要素法が用いられているが，材料を実際の粒子径で解析を行うと必要な粒子要素数が膨大になるため，非常に高い計算能力の計算機が必要になる．本研究では，マイクロメートルオーダーの粒子群をひとつの粒子要素としてモデル化して粒子数を削減したうえで，粉体同士および粉体と機械要素との相互作用を計算するための手法を開発する．また，材料を破砕する際に材料にせん断が加わることで熱が発生する．粉体の流動と熱の発生を予測する手法を開発し，熱の発生メカニズムを解明し，粉体プロセス機器の設計および適切な運転条件を検討できるモデルを構築する．
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| 研究成果の概要 |
粉体の挙動を解析するために個別要素法が一般的に用いられるが、大量の微細な粒子要素を用いて解析する際に、計算時間を短縮するために多数の微細な粒子をひとつの粗視化粒子で再現する粗視化個別要素法が用いられる。本研究課題では、より多くの微細な粒子をひとつの粒子要素で再現した際に粒子の挙動および機械構造要素との接触力の再現性の向上のための手法を提案した。合わせて粗視化要素を用いた個別要素法における粒子要素間の熱伝導解析を導入した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
粉体プロセスにおいて実際の粒子径で解析を行うと必要な粒子要素数が膨大になり，スーパーコンピュータでも工業スケールでの解析は不可能であるため、粒子要素を削減するための粗視化が必要になる．粗視化を適用し粒子の挙動、接触力および熱伝導の解析精度を向上できることは粉体機械の設計および運転に関する技術の高度化に資すると考えられる。
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