Distinct Element Method により求めた構成関係を基にした Smoothed Particle Hydrodynamics 法による気泡流動層(2次元)の数値解析と実験による検証

概要

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粒子群を連続体化するが，その仮想粒子のLagrangian軌跡を計算するSmoothed Particle Hydrodynamics法を粒子相の運動方程式の計算に適用して，気流相の運動方程式である気流・粒子間の相互干渉項を含んだNavier–Stokes式と連成して解くことにより，気泡流動層（2次元）の力学挙動の数値解析を行った．本研究では従来の連続体モデルにおいて最も大きな問題であった粒子相の応力の表現，すなわち構成関係に著者らが新しくDistinct Element Methodを用いて求めた結果（Matsumoto et al., 2004），（Yuu and Umekage, 2004）を用いた．計算結果を計算と同様の条件で得られた実験結果と比較したところ，よい一致が得られた．その結果，粒子数の制限を考慮する必要のない著者らが提案した連続体化モデルおよびSmoothed Particle Hydrodynamics法の適用などによる著者らの計算方法によって，粒子群に静止している部分と複雑に運動している部分が共在する気泡流動層に代表される高濃度粒子・流体系の流れ場を計算することが可能であることが示されたと考えられる．
社団法人　化学工学会の論文
2005-03-20