2012 Fiscal Year Annual Research Report
媒体撹拌ミルの最適化のためのシミュレーションモデルの開発
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11J09976
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
曽田 力央 東北大学, 多元物質科学研究所, 特別研究員(PD)
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| Keywords | 離散要素法 / 粉砕 / シミュレーション / 媒体撹拌ミル |
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| Research Abstract |
粒径が0.1μm以下の粉体である超微粉体は、粗粒粉体とは異なる光学的、電磁気学的特性を発揮するという特徴がある。この超微粉体を安価に大量に、高品質なものを作製するために広く用いられているのが媒体撹絆ミルである。本装置は連続的に超微粉体を製造できることから工業的に広く用いられている。したがって、現在よりも超微粉体を大量に効率よく、高品質なものを製造するために媒体撹拌ミルのさらなる高性能化が望まれている。
しかしながら、媒体撹拌ミルの従来の設計手法は実験をベースにしており、経験に頼る部分も多く、その最適化には相当な労力と時間を要するという問題点がある。この問題を解決する有用な手法としてシミュレーションが考えられる。シミュレーションでは粉砕機内部の様子を詳細に知ることができ、条件を変えてその影響を検討することも比較的容易であるためである。
本研究の目的は、これまで不明であった媒体撹拌ミル内部の媒体の運動状態をシミュレーションによって明らかにすること、そして粉砕機の性能を予測できるシミュレーションモデルを構築することである。
本年度(平成24年度)は、昨年度開発した離散要素法(DEM)による媒体撹拌ミル内粉砕媒体の運動のシミュレーションモデルに、近年注目されている粒子ベースの流体シミュレーション手法である、MPS法を新たに導入し、湿式媒体撹拌ミル内部のスラリー運動も解析できるよう、シミュレーションモデルを拡張した。また、最もシンプルな湿式粉砕機である湿式転動ボールミルの可視化実験とシミュレーションもあわせて行い、開発したシミュレーションモデルの信頼性を検証し、開発したシミュレーションモデルが定量的にも信頼性が高いことを確認できた。
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