- Aspherix
- 粒子挙動解析
本事例では、Aspherixを用いて繊維状粒子でモデル化した草の刈取り挙動をシミュレーションしました。繊維粒子モデルと移動・回転するブレードを組み合わせることで、草の切断や飛散の様子をシミュレーションしています。
【繊維状粒子とは】
DEM解析では、球形粒子だけでなく、複数の粒子を連結した繊維状粒子を用いて細長い形状の材料を表現することができます。
Aspherixでは、繊維粒子、マルチ球体粒子、ボンド粒子、凸形状粒子、凹形状粒子、スーパークアドリック粒子など、さまざまな粒子形状を扱うことが可能です。
繊維粒子モデルでは、粒子間に作用する力によって曲げ変形や復元挙動を表現できます。また、モデルによっては繊維同士の凝集、塑性変形、座屈といった現象を考慮した解析にも対応しています。
【解析内容】
本事例では、半径0.003mの球状粒子15個を直列に連結した繊維状粒子を用いて草をモデル化しています。
粒子は充填タイプの粒子挿入機能を利用して配置しており、地面領域にランダムに配置した種粒子を起点として繊維粒子を生成しています。草の根元に相当する地面上の粒子は固定されており、ブレードとの接触によって移動しない設定としています。
草を刈るブレードには、1m/sの並進運動と鉛直方向を軸とした回転運動を設定しています。ブレードは移動しながら回転し、繊維状粒子との相互作用による草刈り挙動を再現しています。
主な解析条件
・繊維粒子：半径0.003mの球状粒子15個を連結
・法線接触モデル：Hertz
・接線接触モデル：History
・凝集モデル：Fiber
・種粒子数：534個
【解析結果】
動画では、移動しながら回転するブレードによって繊維状粒子が切断される様子を確認できます。
粒子の色は長さを表しており、ブレード通過後には切断された繊維粒子が周囲へ飛散している様子が確認できます。
また、草の切断に伴う粒子の移動や分布の変化を確認することができます。
【使用製品】
・Aspherix