IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2021/05/07

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    石原真吾　Shingo ISHIHARA
    助教　Assistant Professor

  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    金属資源プロセス研究センター　機能性粉体プロセス研究分野
    Center for Mineral Processing and Metallurgy, Powder Processing for Functional Materials

  • 研究キーワード
    Research Keywords

    粉体工学
    粉砕
    コンピュータシミュレーション
    離散要素法
    Powder Technology
    Grinding
    Computer Simulation
    Distinct Element Method
研究テーマ
Research Subject
粒子法シミュレーションによる破砕のモデリングと粉体プロセス設計
Modeling and Simulation of Particle Breakage and Design of Powder Processing

研究の背景 Background

粉砕は粒子を砕いて細かくする操作であり，微粒子作成法として多くの産業分野で用いられている．粉砕を行う事は容易であるが，制御することは非常に困難であり，詳細なメカニズムの把握は未だになされていない．粉砕メカニズムを明らかにし，理論化するための手法として，新たな粉砕シミュレーション法が必要である．

Grinding is one of the most popular operation to produce fine particles or powder. It’s very difficult to control the grinding operation because of the detailed grinding mechanism have not been clarified. A new simulation method is required to assist the analysis and theorization of grinding mechanism.

研究の目標 Outcome

粉砕メカニズムを明らかにし，シミュレーションによって粉砕結果を予測可能にすることを目的とする．粉砕以外の粉体プロセスにもシミュレーションを適用し，プロセスの最適化を図る．ミクロな破壊を取り扱う分子シミュレーションと，マクロな破壊を取り扱うADEMを融合し，数理的な理論に基づいた産業スケールのシミュレーションモデルを構築する．

To clarify the grinding mechanism and predicting the grinding results by the computer simulation. To apply the simulation not only grinding but also another powder process, for example, mixing, granulation, sintering and so on. Develop a new simulation model which consider micro fracture and macro fracture.

研究図Research Figure

Side view Top view (a) Row material (b) 3D scanner (c) Particle structure (a) Experiment (b) Simulation Fig.1. The shape of a sample measured by 3D scanner Fig.2. Snapshots of sample and cluster particle shape after breakage Fig.3. Experimental result and simulation result of loaddisplacement curve

文献 / Publications

粉体工学会誌，51，407-414 (2014). ISIJ International, 53, 1555-1560 (2013). 粉体工学会誌, 48, 829-833 (2011)

研究者HP