| 研究概要 |
本研究は,唐箕ファンから送り出される選別室内部の風速分布を明らかにし,選別室内部に落下する籾の飛行軌跡を力学的に解明して,様々な穀粒流量でのシミュレーションを行い,唐箕ファンの回転速度の適正化に資することで,選別品質の向上を目指すものである.
本年度は,PIV(Particle Image Velocimetry;粒子画像流速測定法)およびFVM(Finite Volume Method;有限体積法)を用いて,機械装置内部の風速分布について,測定および数値実験を行った.また,穀粒流量が大きい場合について,籾同士の接触や衝突などの飛行軌跡に対する影響について検討し,これらの影響を考慮したシミュレーションを実施した.
機械装置内部の風速分布測定では,唐箕ファンの回転速度を種々に変化させてPIV解析を行った.同時に,モデル化した同装置内部の鉛直2次元に関する風速分布について,FVMを用いた数値実験を行った.これらの結果を熱線風速計による代表点風速と比較したところ,PIV, FVMともに良好な一致が見られ,それら手法による風速分布計測の有効性を確認することができた.
穀粒流量が大きい場合の籾の飛行シミュレーションについては,籾どうしの接触や衝突などによる影響を考慮し,穀粒1粒の飛行に関する運動方程式に,新たに拡散力を導入した.また,機械装置内部を穀粒が流下するため,選別風通過面積が減少することを考慮して,連続の式を適用した風速増加を新たに導入した.シミュレーションでは,最小飛行軌跡を求める際には拡散力を考慮し,最大飛行軌跡を求める際には拡散力と風速増加を考慮した.求めた飛行軌跡は同条件の実測値と比較した.その結果,最小・最大飛行軌跡ともに実測値と良好な一致が見られ,シミュレーションの妥当性を確認することができた.
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