| 研究概要 |
穀粒の調製加工処理装置の改良と新技術の開発における効率の向上を目的として、穀粒の流動現象を予測できる離散要素法によるシミュレーションモデルについて、基本的な重力流動である平底容器のスリットからの排出現象を対象とし、シミュレーション結果と実験結果を比較することにより検討し、以下の結果を得た。
1.白米と球形のガラスビーズを用いて、容器の奥行きとスリット幅を変化させ、平底容器のスリットからの排出現象のフローパターンを高速ビデオシャッターカラーカメラで撮影した。その結果、自由表面の平均的位置は両者ともほぼ等しいが計状に差がみられ、白米の方が中央部の降下程度が大きかった。また、白米では粒子の長軸が流れの方向に向く"配向性"がみられ、回転はあまり生じていなかった。これらの白米の特徴は、形状がガラスビーズと異なり、回転楕円体に近いことによるものと考えられた。
2.平底容器のスリットからの粒子の排出現象の離散要素法によるシミュレーションプログラムを、すでに開発済みの円形要素のものを改良して、ペア要素(2つの円形要素が剛体的に結合した要素)と楕円要素について開発し、自由表面の位置と形状,配向性および回転状態を3つのモデルで比較した。その結果、自由表面の位置と形状には差がみられず、実験による奥行きの大きいときのガラスビーズに近かった。しかし、ペア要素と楕円要素は回転運動が不活発で、特に楕円要素は配向性もはっきりみられ、実験による白米の流動状態に近かった。
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