| 研究課題/領域番号 |
08455359
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
化学工学一般
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
船津 和守 九州大学, 工学部, 教授 (80037960)
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| 研究分担者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1997
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| キーワード | 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 |
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| 研究概要 |
1.三次元粘弾性流動シミュレーション技術の開発
(1)解析変数を応力、速度、圧力成分に分割し、異方性応力の計算には流線積分法を採用し複雑形状内流動の三次元粘弾性流動シミュレーションプログラムを開発した。
(2)(1)に流線上流型解法を用いダイ内非等温粘弾性流動プログラムを開発した。
2.界面及び自由表面を含む粘弾性流動シミュレーション技術の開発
(1)自由表面および界面位置を決定するルーチンを検討し、二重管多層ダイスウェルシミュレーションが可能な二層粘弾性ダイ内外流動解析プログラムを開発した。二層粘弾性ダイ内外流動解析プログラムに壁面にスリップ速度を与え、工業的に重要なスリップ現象を解析した。
(2)界面を含む三次元粘性流動解析プログラムを開発した。
(3)自由表面を持つ三次元ダイスウェルプログラムを開発した。
3.複雑形状内の非ニュートン流動シミュレーション技術の開発と混合性能評価の確立
(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-ディングディスク部に対し非ニュートン流動解析プログラムを開発した。速度場から任意のメッシュ形状でマーカー追跡可能なプログラムを開発し、その挙動をアニメーション化した。混練・混合指標の一つとして、マーカー粒子間の最近接距離分布を提案した。
(2)二条ねじスクリュエレメントとツ-チップニ-ディングディスクを結合させた二軸スクリュの非ニュートン流動解析を実施した。
(3)ニ-ディングディスク部の非等温非ニュートン流動解析プログラムを流線上流型解法を用いて開発した。さらに、マーカー追跡手法を用いて温度履歴を追跡しニ-ディングディスク部の分子量分布の変化を解析した。
(4)工業的に重要なバイオリアクターである4枚羽根パドルの6-L槽、250mlスピナ-フラスコに対し、非ニュートン流体を仮定して3次元有限要素法プログラムを開発した。マーカー追跡法を用いて槽内の流動状態を可視化した。
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