| 研究課題/領域番号 |
20K14428
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
高田 智史 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00843757)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 破砕 / 離散要素法 / レオロジー / 粉体 / 弾性論 |
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| 研究実績の概要 |
2年目ということで初年度に行ってきたシミュレーションをより高度化させることを目標に研究を行った。
破砕性粉体のモデル化については、破砕の進行度合いと系に加えた剪断率との関係を説明する現象論の構築を行った。この現象論は、剪断が弱い場合においてはシミュレーション結果を十分説明することが可能となっており、今後は剪断が強い場合も含めた理論を構築する際の基礎となるものであると考えている。一方、アプローチは異なるものの、粉体が破砕した後の粒子サイズが多岐にわたるような系についても考え、その系が示すレオロジーを記述する理論の構築についても行った。これについては運動論的手法を用いることで、シミュレーションを定量的に再現することに成功している。
また、弾性論側からの理論解析についても進んでいる。粉体中での物体掃引については、前年度からさらに発展させ、円形物体が2つ並んでいる場合、および物体が楕円形状である場合の掃引について調べた。両場合において物体周りの粉体が示す応力状態が、2次元弾性論による結果とよい一致を示すことがわかった。
さらに、動弾性理論を用いた弾性円板内部における応力伝播様式の解明に取り組んでいる。これについては今後のより詳細な解析が必要ではあるものの、破砕シミュレーションの妥当性を議論するための試金石になる研究となると考えている。
一方、年度の途中から機械学習的なアプローチが可能であるかについても調べ始めている。具体的な方法については未だに検討途中ではあるものの、剪断系における応力降下の予測が可能であるかについての検討を行っている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
破砕性粉体の破砕度合いと外力の関係を説明する現象論的なモデルの構築ができたため、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
弾性論からのアプローチについても、年度当初に期待していた以上の進展が得られている。
また、他分野の研究者と議論する機会も得られ、これまでとは異なる視点が得られたことも大きい。
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| 今後の研究の推進方策 |
粉体粒子の破砕について、当初から行っているシミュレーション的なアプローチと、弾性論による連続体的なアプローチを統合し、それを発展させていくことで粒子内部の破砕進行についての定量的な議論を行っていくことを考えている。
また機械学習からのアプローチについても進めていきたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予定していたアルゼンチンで開催される国際会議がコロナ禍のためオンライン開催に変更になった。その結果、学生2名を加えた3名での渡航に必要だった予算が未使用という状況になった。これについては2022年度に開催される各種会議における旅費への使用を予定している。
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