様々な粒度分布の粒子分散モデルの作成

はじめに

複合材料のうち、コンクリートのような粒子が分散した材料の解析では粒度分布や粒子の配置のランダム性を再現したモデルの作成が課題となります。特に近年では、自動車向けのバッテリーに用いられる電極のように、高充填な材料を対象とするケースが増加しており、モデル作成がより困難となっています。
Multiscale.Simでは、さまざまな粒度分布の粒子をランダムに充填するモデル作成機能が備えられており、より高充填なモデルを作成するためのアルゴリズムも実装しています。そのため、上述の課題をクリアしたモデルを短時間で作成することが期待できます。本解析事例では、Multiscale.Simのモデル作成機能を用いて、特徴的な粒度分布の球形材料の充填モデルの作成事例をご紹介します。

解析の目的と概要

本解析では3種類の粒度分布を対象に、最密充填モデルの作成手順について紹介することを目的とします。具体的には、均質化手法を用いたマルチスケール解析ソフトであるMultiscale.Simの粒子分散モデル作成機能を用いて、①一様粒子（粒子径に分布がない場合）、②ガウス分布、③任意分布（ガウス分布では表現できない分布）の3ケースのモデル作成を実施し、粒度分布の再現とそれぞれの充填率の違いを評価します。

図1.　Muliscale.Simのモデル作成テンプレート