はじめに
食品製造や製薬の分野では、粉体を回転ドラムで混合する工程がありますが、回転するドラム内部の粉体の様子を詳細に観測、測定することは困難です。しかし、シミュレーションであれば、ドラム内部全体の粒子の分布を確認したり、知りたいデータを取り出すことが可能です。
OpenFOAMのDEM（Discrete Element Method,個別要素法）ソルバーであるicoUncoupledKinematicParcelDyMFoamを使用し、回転ドラムによる粉体の混合解析を行いました。異なる大きさの粒子を混合し、粒子の分布を調査します。
解析概要
パーセルを使用し、実際の粒子よりも大きい粒子で近似計算を行っています。粒子径分布は右図で与えています。
- ドラムの回転数：12rpm
- 粒子の密度：1000kg/m3
- 粒子投入量：40kg
計算結果
粒子は粒子径で色付けされています。爪の部分に小さい粒子がとり残される様子を確認できます。
シミュレーションにより、ドラムの形状や、回転・振動の方法、粒径分布などを変更し、最適な条件を検討することも可能です。
混ざりにくい領域（デッドゾーン）が発生しないかの調査や、スケールアップの検討なども行えます。
