- Aspherix
- 粒子挙動解析
本事例では、Aspherixを用いて回転ドラム内のマルチ球体粒子の混合挙動を解析しました。3つの球を結合したマルチ球体粒子を用いて、シャフトの回転による粒子の移動や混合の様子をシミュレーションしています。
【マルチ球体粒子とは】
DEM解析では、複数の球を組み合わせたマルチ球体粒子を定義できます。本事例では、3つの球を直線状に結合したマルチ球体粒子を用いて解析を行いました。
Aspherixでは、回転運動のほか、並進運動、振動運動、複合運動、6DOF運動などを設定できます。
【解析内容】
本事例では、固定されたドラム内部に配置されたシャフトを回転させ、マルチ球体粒子の混合挙動を解析しました。
ドラム内部には10枚の鎌形パドルが取り付けられており、シャフトの回転によって粒子が移動し、混合が進行します。
解析対象となる粒子は、3つの球を直線状に結合したマルチ球体として定義しています。構成球の半径が異なる3種類の粒子を用い、それぞれ以下の割合で設定しました。
・半径0.009m：33%
・半径0.010m：34%
・半径0.011m：33%
粒子挿入時の質量流量は50kg/s、挿入間隔は0.03秒で、合計800粒子を投入しています。
ドラムは直径1.9m、全長2.7mであり、パドルのサイズは0.7mです。シャフトの回転周期は10秒に設定しています。
解析は以下の2段階で実施しました。
1. 粒子を投入して初期状態を作成
2. シャフトを回転させて混合挙動を解析
主な解析条件は以下の通りです。
・法線接触モデル：Hertz
・接線接触モデル：History
・凝集モデル：SJKR
【解析結果】
動画では、回転するシャフトに取り付けられたパドルによってマルチ球体粒子が移動し、ドラム内部で混合される様子を確認できます。
粒子の色は速度を示しており、粒子の色は速度を示しており、粒子群の速度分布や移動状況を可視化しています。
【使用製品】
・Aspherix