粉体精製技術が関わる最近の研究動向

[1K1001-05-04] 粒子法シミュレーションによる粉砕及び溶融挙動のモデリング

○石原 真吾¹、加納 純也¹ (1. 東北大学)

キーワード：粒子法、DEM、SPH、破砕、軟化溶融

粒子の破砕や変形、固液の相変化を伴う粒子挙動は様々な産業プロセスにおいて重要な現象である。非球形粒子の運動挙動や破砕挙動を直接解析することを目的としてADEM(Advanced Distinct Element Method)を構築した。構成粒子同士を連結バネで接続することで相互作用力を計算し、連結バネには破断の閾値を設定することで粒子破砕を表現することが可能である。連結バネによる拘束力が大きい場合、変形の少ない固い物質の挙動を表現することができる一方で、連結バネ定数を小さくすることで固体の軟化挙動を表現することができる。最終的に連結バネによる拘束が失われた粒子は、固体であればDEMで取り扱い、流体であればSPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)で取り扱うことで、粒子の破砕や軟化溶融をシームレスに解析可能な新規シミュレーションモデルの開発を行った。