A 粒子流動層DEM-CFD カップリングシミュレーションのための動的付着力モデル

摘要

Geldart 線図においてグループAに分類される粒子（A粒子）を使用した流動層は，高流動性の特徴から触媒反応装置として工業的に広く用いられている．従来の研究において，A 粒子に作用する付着力は流動化挙動に重要な役割を担うことが知られている．著者らは，DEM-CFD カップリングシミュレーションに付着力を導入することにより，A 粒子流動層に特有の流動化挙動である均一流動化状態や流動化開始および停止時の履歴挙動を表現できることを報告している．また，著者らは接触力モデルに線形バネ·ダッシュポットモデルを用いたDEM-CFD カップリングシミュレーションにおいて，計算負荷を軽減するために小さなバネ定数を用いた場合にもA粒子流動層の流動化挙動が良好に表現できる動的付着力モデルを提案した．一方，流動層内で流動化している粒子挙動については，線形バネ·ダッシュポットモデルを用いて良好に表現することができ，接触力モデルの厳密性はあまり重要でないことが知られている．しかし，ガス速度が低下し，粒子が非流動化する過程を精度良く捉えたい場合は，より厳密な接触力モデルを用いる必要がある．そこで本研究では，接触力モデルとしてHertz 接触モデルを用いたDEM-CFDカップリングシミュレーションにおける動的付着力モデルについて検討を行った．