粉体シミュレーションはどこまで再現できる?材料物性による挙動の違い

粉体シミュレーションは、果たしてどこまで実際の挙動を再現できているのでしょうか。
本記事では、その精度を検証するために、シミュレーション結果と実機での混合挙動を比較検証しました。

▼検証意義
比重および安息角の違いが材料挙動に与える影響の確認

▼テスト条件
使用機械:卓上タンブラーラボ(ETML-02)
容器容量:2L
原料:ペレット混合品、シュガーフロスト、砂鉄
充填率:30%
回転数:60rpm

上記3種類の原料とシミュレーション結果で比較していきます。

▼原料の仕様

  ペレット混合機 シュガーフロスト 砂鉄 シミュレーション
特徴 標準的・流動性良

非常に軽い
安息角が高い

非常に重い 対象:仮想モデル粒子
嵩比重 0.71 0.15 2.78 0.92(真比重)
安息角 31度 48度 20度 40度

シュガーフロストは安息角が高く、ある程度の位置までとどまって崩落します。
シミュレーションの動画と乖離が最も大きかったです。

▼検証結果
極端な物性差がある場合は、シミュレーション結果と乖離
正確に材料のパラメータを入力して都度解析していくか、実機テストでの補正が必要です。
シミュレーションと実機の両輪で最適な条件を導き出していきたいと考えます。

粉体シミュレーションの比較動画やグラフは限定公開としております。
ご興味のある方は、お問い合わせフォームよりご連絡ください。

執筆担当:杉原

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