粉粒体の動力学

粉粒体物料动力学

• 批准号: 09740310
• 负责人: 田口 善弘
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Chuo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740310/
• 关键词: 非弾性衝突球; 剛体球

本研究では、粉粒体の多彩で複雑な構造を「非弾性衝突球の集団」という近似で理解する為に、統計力学的なアプローチを用いた。アプローチでは相互作用をする単純な要素をたくさん集める事により、多体の効果として集団的な非自明な性質を説明する。例えば、気体、液体、固体、などは、原子が多数集合して、物質になることにより生じる性質だが、個々の原子は固体、液体、気体、という性質を保有しているわけではない。あくまで、原子と言う粒子が多数、集合する事により、液体性、固体性、気体性、という非自明な効果が現れるのである。この様な方向性を追求するため、本研究計画では多粒子系のニュートン方程式を数値的に計算する計算機シミュレーションを行なった。数値計算の利点はいろいろな場合、つまり、振動下の粉体層、傾斜板上の粉粒体流(雪崩や土石流のモデル)、気相流動層、などの研究を全て「非弾性衝突をする剛体球」という枠組の中で統一的に議論できた。実験ではこの様なアプローチは困難である。同じ粉粒体を粒子を用いて、これらの現象を全て実験することは困難だからである。また、現実の粉粒体粒子は決して理想的な「非弾性衝突剛体球」ではあり得ないが、数値シミュレーションの中であれば、いくらでも、理想的な非弾性衝突球のシミュレーションを行なう事が出来た。

在这项研究中，我们使用统计机械方法使用“无弹性碰撞球”的近似值来理解粉状和颗粒体的多样化和复杂结构。该方法涉及收集大量相互作用的简单元素，从而解释了许多身体的集体，不明显的特性。例如，气体，液体，固体等是当大量原子聚集在一起形成物质时发生的特性，但是单个原子不具有固体，液体或气体的特性。称为原子的大量颗粒聚集在一起，从而产生了不太明显的效果，例如流动性，坚固性和气态。为了迈出这一方向，该研究项目进行了计算机模拟，以数值计算多片系统的牛顿方程。数值计算的优势都可以在各种情况下进行讨论，即，对抗粉末层，粉末层，粉末和颗粒流的研究（雪崩和碎屑流的模型）以及气相流体床的研究，所有这些都可以在“弹性螺旋壳的框架内均匀地讨论”。这种方法在实验中很难。这是因为很难使用相同的粉末和颗粒来尝试所有这些现象。此外，尽管实际粉末颗粒不能成为理想的“非弹性碰撞刚性球体”，但在任何数值模拟中，我们都能够模拟理想的无弹性碰撞球。

项目成果

粉体工学会: "粉体シミュレーション入門" 産業図書, 196 (1998)

粉末工程学会：《粉末模拟导论》Sangyo Tosho，196（1998）