振動粉体層に及ぼす振動の乱れと流体の影響

小南克之, 磯村春輝, 藤原侑平, 桑木賢也, 馬渡佳秀

流動層に関する学生オンライン発表会2023

化学工学会 粒子・流体プロセス部会 流動層分科会

オンライン

振動を付加した粉体層や流動層において，振動条件を変えると流動パターンが変化する．その中でも，特定の振動条件下で層上部の表面が斜めになる特異な現象が観察されることが知られているが，その発生メカニズムは明らかになっていない．このメカニズムを明らかにする手掛かりが坂口[1]の論文に見い出せる．これによれば，この斜め流動は振動方向や振動面の取り付け誤差に鋭敏に影響を受ける．一方で振動の鉛直方向からの誤差を小さくすると斜め流動は収まるとしている．また流体の影響を受けることもあわせて報告している．斜め流動が発生する振動条件下でも，実験を真空中で行うと斜め流動は発生せず，水平な表面を保つ．これらのことから振動の乱れと流体の影響が重要であることが伺える．そこで本研究では離散要素法による数値シミュレーションを用いて，鉛直方向に加えている振動に乱れが生じた場合の解析を行い，流体の影響も考慮して検討を行った．