JP2018069498A - Method for analyzing kneading state of viscous fluid - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for easily evaluating a kneading state of a viscous fluid model.SOLUTION: An analyzing method for analyzing using a computer a state of a viscous fluid inside a kneader including a chamber and a rotor includes: step S6 for defining, to a kneader model, a flow direction in which the viscous fluid circulates in the chamber, step S7 for defining, to plural positions in a kneading space, reference planes for observing a physical amount of a viscous fluid model in a direction crossing the flow direction, and step S8 in which the computer calculates a flow rate of the viscous fluid model that passes each of the reference planes when a rotor model is rotated.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、粘性流体の混練状態を、コンピュータを用いて解析するための方法に関する。   The present invention relates to a method for analyzing the kneading state of a viscous fluid using a computer.

下記特許文献１は、未加硫のエラストマーやゴム等の粘性を有する流体（以下、単に「粘性流体」ということがある。）の混練状態を、コンピュータを用いて解析するための方法を提案している。   The following Patent Document 1 proposes a method for analyzing the kneading state of a fluid having viscosity such as an unvulcanized elastomer or rubber (hereinafter sometimes simply referred to as “viscous fluid”) using a computer. ing.

下記特許文献１の解析方法では、先ず、コンピュータに、粘性材料を練るためのチャンバーに相当する混練空間を区画する筒状のケーシングモデルと、混練空間内で回転するロータモデルとを含む混練機モデルが入力される。次に、混練空間に、粘性流体をモデル化した粘性流体モデルが定義される。さらに、粘性流体モデルに仮想粒子が定義される。   In the analysis method of Patent Document 1 below, first, a kneader model including a cylindrical casing model defining a kneading space corresponding to a chamber for kneading a viscous material and a rotor model rotating in the kneading space in a computer. Is entered. Next, a viscous fluid model obtained by modeling a viscous fluid is defined in the kneading space. Furthermore, virtual particles are defined in the viscous fluid model.

次に、下記特許文献１の解析方法は、コンピュータが、ロータモデルが回転したときの粘性流体モデルの流動計算を行うとともに、仮想粒子の位置情報を追跡する。そして、仮想粒子の配置と、理想的な仮想粒子の配置との差（例えば、粒子間距離の確率分布の差）を比較することにより、粘性流体の混練状態が評価される。   Next, in the analysis method of Patent Document 1 below, the computer performs flow calculation of the viscous fluid model when the rotor model rotates and tracks the position information of the virtual particles. The kneading state of the viscous fluid is evaluated by comparing the difference between the virtual particle arrangement and the ideal virtual particle arrangement (for example, the difference in the probability distribution of the interparticle distance).

特開２０１３−１８０４９４号公報JP 2013-180494 A

上記特許文献１の解析方法は、仮想粒子の配置及び理想的な仮想粒子の配置の差が、時々刻々と変化するため、優劣を決め難いという問題があった。   The analysis method of Patent Document 1 has a problem that it is difficult to determine superiority or inferiority because the difference between the virtual particle arrangement and the ideal virtual particle arrangement changes from moment to moment.

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、粘性流体モデルの混練状態を簡単に評価することができる粘性流体の混練状態の解析方法を提供することを主たる目的としている。   The present invention has been devised in view of the above circumstances, and has as its main object to provide a method for analyzing the kneading state of a viscous fluid that can easily evaluate the kneading state of the viscous fluid model.

本発明は、粘性流体が充填されるチャンバーと、前記チャンバー内で回転しかつ前記粘性流体を前記チャンバー内で混練するロータとを含む混練機の内部での前記粘性流体の状態を、コンピュータを用いて解析するための方法であって、前記コンピュータに、前記チャンバーに相当する混練空間を区画する筒状のケーシングモデルと、前記混練空間内で回転するロータモデルとを含む混練機モデルを入力する工程、前記混練空間に、前記粘性流体をモデル化した粘性流体モデルを充填する工程、前記混練機モデルに、前記粘性流体が前記チャンバー内で循環流動する流動方向を定義する工程、前記混練空間内の複数の位置に、前記流動方向と交差する向きの前記粘性流体モデルの物理量を観測するための基準平面を定義する工程、及び前記コンピュータが、前記ロータモデルを回転させたときの前記各基準平面を通過する前記粘性流体モデルの流速を計算する工程を含むことを特徴とする。   The present invention uses a computer to determine the state of the viscous fluid inside a kneader including a chamber filled with the viscous fluid and a rotor that rotates in the chamber and kneads the viscous fluid in the chamber. A method of inputting a kneader model including a cylindrical casing model defining a kneading space corresponding to the chamber and a rotor model rotating in the kneading space to the computer. Filling the kneading space with a viscous fluid model that models the viscous fluid; defining a flow direction in which the viscous fluid circulates and flows in the chamber in the kneader model; Defining a reference plane for observing physical quantities of the viscous fluid model in a direction intersecting the flow direction at a plurality of positions; and Computer, characterized in that it comprises a step of calculating the flow rate of the viscous fluid model that passes through the respective reference plane when rotating the rotor model.

本発明に係る前記粘性流体の混練状態の解析方法において、前記コンピュータが、全ての前記基準平面の前記流速を平均した平均流速を計算する工程と、前記平均流速に基づいて、前記粘性流体モデルの分配状態を評価する工程とをさらに含むのが望ましい。   In the method for analyzing a kneading state of the viscous fluid according to the present invention, the computer calculates an average flow velocity obtained by averaging the flow velocities of all the reference planes, and the viscous fluid model is calculated based on the average flow velocity. It is desirable to further include the step of evaluating the distribution state.

本発明に係る前記粘性流体の混練状態の解析方法において、前記コンピュータが、前記粘性流体モデルの前記流速の変化量を計算する工程と、前記変化量に基づいて、前記粘性流体モデルの分配状態を評価する工程とをさらに含むのが望ましい。   In the method for analyzing the kneading state of the viscous fluid according to the present invention, the computer calculates a change amount of the flow velocity of the viscous fluid model, and determines a distribution state of the viscous fluid model based on the change amount. It is desirable to further include an evaluation step.

本発明に係る前記粘性流体の混練状態の解析方法において、前記流動方向は、前記混練空間の平面視において、前記混練空間の重心の周りに沿って定義されるのが望ましい。   In the analysis method of the kneading state of the viscous fluid according to the present invention, it is preferable that the flow direction is defined around the center of gravity of the kneading space in a plan view of the kneading space.

本発明に係る前記粘性流体の混練状態の解析方法において、前記流動方向は、前記ロータモデルの周方向に沿って定義されるのが望ましい。   In the method for analyzing a kneading state of the viscous fluid according to the present invention, it is preferable that the flow direction is defined along a circumferential direction of the rotor model.

本発明の粘性流体の混練状態の解析方法は、混練機モデルに、粘性流体がチャンバー内で循環流動する流動方向を定義する工程、混練空間内の複数の位置に、流動方向と交差する向きの前記粘性流体モデルの物理量を観測するための基準平面を定義する工程、及び、ロータモデルを回転させたときの各基準平面を通過する粘性流体モデルの流速を計算する工程を含んでいる。   The method for analyzing the kneading state of the viscous fluid according to the present invention includes a step of defining in the kneader model a flow direction in which the viscous fluid circulates and flows in the chamber, and a plurality of positions in the kneading space in a direction crossing the flow direction. Defining a reference plane for observing the physical quantity of the viscous fluid model, and calculating a flow velocity of the viscous fluid model passing through each reference plane when the rotor model is rotated.

粘性流体モデルの流速は、粘性流体モデルの分配状態に相関を有するパラメータであるので、この流速を調べることにより、粘性流体モデルの混練状態（分配状態）を簡単に評価することができる。   Since the flow velocity of the viscous fluid model is a parameter having a correlation with the distribution state of the viscous fluid model, the kneading state (distribution state) of the viscous fluid model can be easily evaluated by examining this flow velocity.

また、本発明の解析方法は、流動方向を任意に定義することができるため、理想的な又は目的とする流動方向を決定し、これに対して交差する基準平面において、理想的な流速が計算されるように、混練機を設計変更することができる。従って、本発明の解析方法は、粘性流体の分配状態が良好な混練機の設計に役立つ。   Moreover, since the flow direction can be arbitrarily defined in the analysis method of the present invention, an ideal or target flow direction is determined, and an ideal flow velocity is calculated in a reference plane that intersects this. Thus, the design of the kneader can be changed. Therefore, the analysis method of the present invention is useful for designing a kneader having a good distribution state of viscous fluid.

混練機の一例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing an example of a kneading machine. 本発明の粘性流体の混練状態の解析方法を実行するためのコンピュータの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the computer for performing the analysis method of the kneading | mixing state of the viscous fluid of this invention. 本発明の粘性流体の混練状態の解析方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the analysis method of the kneading | mixing state of the viscous fluid of this invention. 混練機モデルの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a kneading machine model. チャンバーモデルの斜視図である。It is a perspective view of a chamber model. チャンバーモデルの断面図である。It is sectional drawing of a chamber model. チャンバーモデルを分解して示す断面図である。It is sectional drawing which decomposes | disassembles and shows a chamber model. チャンバーモデル内に粘性流体モデルと気相モデルとを混在して配置した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which has arrange | positioned and arrange | positioned the viscous fluid model and the gaseous-phase model in the chamber model. 境界条件入力工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of a boundary condition input process. ロータモデル及び混練空間の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of a rotor model and kneading | mixing space. 本実施形態の基準平面の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the reference plane of this embodiment. 図１１の平面図である。It is a top view of FIG. 本発明の他の実施形態の解析方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the analysis method of other embodiment of this invention. 全ての基準平面での平均流速と、時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the average flow velocity in all the reference planes, and time. 本発明のさらに他の実施形態の解析方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the analysis method of other embodiment of this invention. 全時間の平均流速と、流速の変化量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the average flow velocity of all the time, and the variation | change_quantity of a flow velocity. （ａ）は、本発明の他の実施形態の流動方向を示す部分側面図、（ｂ）は、本発明の他の実施形態の基準平面を示す部分側面図である。(A) is a partial side view which shows the flow direction of other embodiment of this invention, (b) is a partial side view which shows the reference plane of other embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本実施形態の粘性流体の混練状態の解析方法（以下、単に「解析方法」ということがある）は、混練機のチャンバー内で混練される粘性流体の混練状態（分配状態）を、コンピュータを用いて解析するための方法である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The viscous fluid kneading state analysis method of the present embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as “analysis method”) uses a computer to calculate the kneading state (distribution state) of the viscous fluid to be kneaded in the chamber of the kneader. It is a method for analyzing.

ここで、「混練」とは、例えば、ゴム材料や樹脂材料の成形時の前処理として、原材料の薬品、粉体などと液状バインダを分散させながら互いに濡らし、それらを均質にする作用乃至操作として定義される。代表的な混練工程は、混練機（バンバリーミキサー）を用いて行われる。図１は、混練機の一例を示す部分断面図である。   Here, “kneading” is, for example, an operation or operation for pre-processing when molding a rubber material or a resin material, wetting each other while dispersing a raw material chemical, powder, etc. and a liquid binder, and homogenizing them. Defined. A typical kneading step is performed using a kneader (Banbury mixer). FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an example of a kneader.

混練機１は、混練空間であるチャンバー４を区画するケーシング２と、チャンバー４内で回転可能に配置されたロータ３とを含んで構成されている。ケーシング２は、筒状に形成されている。本実施形態では、一対のロータ３、３が含まれている。各ロータ３、３には、円筒状の基部３ａと、基部３ａからケーシング２の内周面２ｉに向かってのびる少なくとも一つの翼部３ｂとが設けられている。   The kneading machine 1 includes a casing 2 that defines a chamber 4 that is a kneading space, and a rotor 3 that is rotatably arranged in the chamber 4. The casing 2 is formed in a cylindrical shape. In this embodiment, a pair of rotors 3 and 3 are included. Each rotor 3, 3 is provided with a cylindrical base 3 a and at least one wing 3 b extending from the base 3 a toward the inner peripheral surface 2 i of the casing 2.

ケーシング２とロータ３、３との間には、混練空間であるチャンバー４が区画される。本実施形態のチャンバー４は、断面横向きの略８の字状に形成されている。なお、チャンバー４は、このような形状に限定して解釈されるものではない。   A chamber 4 that is a kneading space is defined between the casing 2 and the rotors 3 and 3. The chamber 4 of the present embodiment is formed in an approximately 8 shape having a lateral cross section. The chamber 4 is not construed as being limited to such a shape.

粘性流体（図示省略）としては、安定的な流動状態とみなせるものであれば特に限定されない。本実施形態の粘性流体は、未加硫のエラストマーやゴム等の粘性を有する流動性材料である場合が例示される。流動状態としては、例えば、未加硫のゴムの場合、十分に練られて約８０℃程度まで昇温した状態が相当する。   The viscous fluid (not shown) is not particularly limited as long as it can be regarded as a stable flow state. The viscous fluid of this embodiment is exemplified by a fluid material having viscosity such as an unvulcanized elastomer or rubber. For example, in the case of unvulcanized rubber, the fluidized state corresponds to a state where the rubber is sufficiently kneaded and heated to about 80 ° C.

図２は、本発明の粘性流体の混練状態の解析方法を実行するためのコンピュータの一例を示す斜視図である。コンピュータ６は、本体６ａ、キーボード６ｂ、マウス６ｃ及びディスプレイ装置６ｄを含んでいる。本体６ａには、例えば、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、作業用メモリ、磁気ディスクなどの記憶装置、及び、ディスクドライブ装置６ａ１、６ａ２が設けられている。また、記憶装置には、本実施形態の解析方法を実行するためのソフトウェア等が予め入力されている。図３は、本発明の粘性流体の混練状態の解析方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。   FIG. 2 is a perspective view showing an example of a computer for executing the viscous fluid kneading state analysis method of the present invention. The computer 6 includes a main body 6a, a keyboard 6b, a mouse 6c, and a display device 6d. The main body 6a is provided with, for example, an arithmetic processing unit (CPU), a ROM, a working memory, a storage device such as a magnetic disk, and disk drive devices 6a1 and 6a2. In addition, software or the like for executing the analysis method of the present embodiment is input in advance in the storage device. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a processing procedure of the viscous fluid kneading state analysis method of the present invention.

本実施形態の解析方法では、先ず、コンピュータ６に、混練機モデル１１が入力される（工程Ｓ１）。図４は、混練機モデル１１の一例を示す断面図である。混練機モデル１１は、チャンバー４（図１に示す）に相当する混練空間１５を区画する筒状のケーシングモデル１２と、混練空間１５内で回転するロータモデル１３とを含んでいる。本実施形態の混練機モデル１１は、三次元モデルとして定義される。   In the analysis method of the present embodiment, first, the kneader model 11 is input to the computer 6 (step S1). FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the kneader model 11. The kneader model 11 includes a cylindrical casing model 12 that defines a kneading space 15 corresponding to the chamber 4 (shown in FIG. 1), and a rotor model 13 that rotates in the kneading space 15. The kneader model 11 of this embodiment is defined as a three-dimensional model.

本実施形態のケーシングモデル１２は、ケーシング２（図１に示す）の設計データ（例えば、ＣＡＤデータ）に基づいて、ケーシング２の輪郭が、数値解析法により取り扱い可能な有限個の要素Ｆ（ｉ）（ｉ＝１、２、…）でモデル化（離散化）されることによって定義される。   The casing model 12 of this embodiment is based on design data (for example, CAD data) of the casing 2 (shown in FIG. 1), and the contour of the casing 2 can be handled by a finite number of elements F (i ) (I = 1, 2,...) And is modeled (discretized).

要素Ｆ（ｉ）としては、例えば、三次元のソリッド要素が採用されている。ソリッド要素は、精度がよく、接触面の設定が容易な６面体が好ましいが、複雑な形状を表現するのに適した４面体要素でもよい。なお、これらの要素以外にも、ソフトウェアで使用可能な三次元ソリッド要素でもよい。各要素Ｆ（ｉ）には、要素番号、節点（図示省略）の番号、及び、節点の座標値等の数値データが定義される。また、本実施形態の各要素Ｆ（ｉ）は、外力が作用しても変形不能な剛性に定義される。   For example, a three-dimensional solid element is employed as the element F (i). The solid element is preferably a hexahedron with good accuracy and easy contact surface setting, but may be a tetrahedron element suitable for expressing a complex shape. In addition to these elements, three-dimensional solid elements that can be used by software may be used. Each element F (i) defines numerical data such as an element number, a node number (not shown), and a coordinate value of the node. Each element F (i) of the present embodiment is defined as a rigidity that cannot be deformed even when an external force is applied.

ロータモデル１３は、各ロータ３、３（図１に示す）の設計データ（例えば、ＣＡＤデータ等）に基づいて、基部３ａ及び翼部３ｂの輪郭が、有限個の要素Ｇ（ｉ）でモデル化（離散化）されることによって定義される。一対のロータモデル１３、１３は、基部モデル１３ａ及び翼部モデル１３ｂをそれぞれ含んでいる。要素Ｇ（ｉ）は、要素Ｆ（ｉ）と同様に、変形不能な剛性が定義される。各ロータモデル１３、１３は、ケーシングモデル１２内に配置される。また、ロータモデル１３、１３は、その中心１３ｅ、１３ｆの周りで回転可能に定義される。   The rotor model 13 is a model in which the contours of the base portion 3a and the blade portion 3b are finite elements G (i) based on design data (for example, CAD data) of the rotors 3 and 3 (shown in FIG. 1). Defined by being discretized. The pair of rotor models 13 and 13 includes a base model 13a and a wing model 13b, respectively. The element G (i) is defined with a non-deformable rigidity, like the element F (i). Each rotor model 13, 13 is arranged in the casing model 12. The rotor models 13 and 13 are defined so as to be rotatable around their centers 13e and 13f.

次に、本実施形態の解析方法は、コンピュータ６に、チャンバー４を有限個の要素Ｈ（ｉ）でモデル化したチャンバーモデル１４が入力される（工程Ｓ２）。図５は、チャンバーモデル１４の斜視図である。図６は、チャンバーモデル１４の断面図である。図７は、チャンバーモデル１４を分解して示す断面図である。   Next, in the analysis method of the present embodiment, a chamber model 14 in which the chamber 4 is modeled by a finite number of elements H (i) is input to the computer 6 (step S2). FIG. 5 is a perspective view of the chamber model 14. FIG. 6 is a cross-sectional view of the chamber model 14. FIG. 7 is an exploded cross-sectional view of the chamber model 14.

本実施形態の工程Ｓ２では、従来の方法と同様に、図１に示したケーシング２及びロータ３、３の設計データ（例えば、輪郭等）に基づいて、ケーシング２の内周面２ｉと、ケーシング２の幅方向の両端を閉じる両端面（図示省略）と、一対のロータ３、３の外周面３ｏとで閉じられた三次元空間（輪郭）が、図６及び図７に示した有限個の要素Ｈ（ｉ）でモデル化（離散化）される。これにより、ケーシングモデル１２（図４に示す）内に配されるチャンバーモデル１４が入力される。   In step S2 of the present embodiment, the inner peripheral surface 2i of the casing 2, the casing, and the like, based on design data (for example, contours) of the casing 2 and the rotors 3 and 3 shown in FIG. The three-dimensional space (contour) closed by both end faces (not shown) that close both ends in the width direction 2 and the outer peripheral face 3o of the pair of rotors 3 and 3 is the finite number shown in FIGS. Modeled (discretized) with element H (i). Thereby, the chamber model 14 arranged in the casing model 12 (shown in FIG. 4) is input.

チャンバーモデル１４は、図１に示したケーシング２の内周面２ｉによって規定される外周面１４ｏと、図１に示したケーシング２の両端面によって規定される両端面１４ｔ（図５に示す）と、図１に示した一対のロータ３、３の外周面３ｏで規定される内周面１４ｉとを有している。   The chamber model 14 includes an outer peripheral surface 14o defined by the inner peripheral surface 2i of the casing 2 shown in FIG. 1, and both end surfaces 14t (shown in FIG. 5) defined by both end surfaces of the casing 2 shown in FIG. The inner peripheral surface 14i defined by the outer peripheral surface 3o of the pair of rotors 3 and 3 shown in FIG.

要素Ｈ（ｉ）は、例えば、オイラー要素が採用されている。従って、要素Ｈ（ｉ）は、ラグランジェ要素とは異なり、そのメッシュが変形することはない。また、要素分割（離散化）は、四面体、六面体などの他、多面体セル（ポリヘドラルグリッド）といった三次元要素で行われる。そして、各要素Ｈ（ｉ）には、後述する粘性流体モデル１６又は気相モデル１７について、圧力、温度及び／又は速度等の物理量が計算される。   For example, an Euler element is employed as the element H (i). Therefore, unlike the Lagrange element, the element H (i) does not deform its mesh. In addition, element division (discretization) is performed on three-dimensional elements such as polyhedron cells (polyhedral grids) in addition to tetrahedrons and hexahedrons. For each element H (i), physical quantities such as pressure, temperature, and / or velocity are calculated for the viscous fluid model 16 or the gas phase model 17 described later.

本実施形態のチャンバーモデル１４は、図７に分離させて示されるように、一対の回転可能な回転部１４Ａ、１４Ｂと、一対の回転部１４Ａ、１４Ｂ間を継ぎ、かつ、これらが収容される外枠部１４Ｃとの３つの部分に分けて構成される。   The chamber model 14 of the present embodiment, as shown separately in FIG. 7, connects between a pair of rotatable rotating parts 14A and 14B and a pair of rotating parts 14A and 14B, and these are accommodated. It is divided into three parts, the outer frame part 14C.

回転部１４Ａ、１４Ｂは、各々、円形の外周面１４Ａｏ、１４Ｂｏと、ロータモデル１３、１３の外周面１３ｏ（図４に示す）に等しい内周面１４ｉを有する筒状に設定されている。回転部１４Ａ、１４Ｂは、各々、外枠部１４Ｃの内部に填め込まれる。また、回転部１４Ａ、１４Ｂは、ロータモデル１３、１３（図４に示す）とともに、中心１３ｅ、１３ｆの周りで回転可能に定義される。   The rotating portions 14A and 14B are set in a cylindrical shape having circular outer peripheral surfaces 14Ao and 14Bo, and an inner peripheral surface 14i equal to the outer peripheral surface 13o (shown in FIG. 4) of the rotor models 13 and 13, respectively. Each of the rotating portions 14A and 14B is fitted into the outer frame portion 14C. The rotating units 14A and 14B are defined so as to be rotatable around the centers 13e and 13f together with the rotor models 13 and 13 (shown in FIG. 4).

外枠部１４Ｃは、回転部１４Ａ、１４Ｂを囲む筒状をなし、その軸方向両端は、前記両端面１４ｔ（図５に示す）によって閉じられている。外枠部１４Ｃは、各回転部１４Ａ、１４Ｂと接触する凹円弧面１４Ｃｏを有している。外枠部１４Ｃの凹円弧面１４Ｃｏと回転部１４Ａ、１４Ｂの外周面１４Ａｏ、１４Ｂｏとは、スライディングサーフェース等の境界条件が定義される。   The outer frame portion 14C has a cylindrical shape surrounding the rotating portions 14A and 14B, and both axial ends thereof are closed by the both end surfaces 14t (shown in FIG. 5). The outer frame portion 14C has a concave arc surface 14Co that comes into contact with the rotating portions 14A and 14B. Boundary conditions such as a sliding surface are defined between the concave arc surface 14Co of the outer frame portion 14C and the outer peripheral surfaces 14Ao and 14Bo of the rotating portions 14A and 14B.

次に、本実施形態の解析方法は、混練空間１５に、粘性流体（図示省略）をモデル化した粘性流体モデル１６が充填される（工程Ｓ３）。図８は、チャンバーモデル１４内に粘性流体モデル１６と気相モデル１７とを混在して配置した状態を示す断面図である。図８では、粘性流体モデル１６を着色して表示している。また、図８では、ケーシングモデル１２及びロータモデル１３、１３を簡略化して表示している。   Next, in the analysis method of the present embodiment, the kneading space 15 is filled with a viscous fluid model 16 that models a viscous fluid (not shown) (step S3). FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state where the viscous fluid model 16 and the gas phase model 17 are mixedly arranged in the chamber model 14. In FIG. 8, the viscous fluid model 16 is colored and displayed. Moreover, in FIG. 8, the casing model 12 and the rotor models 13 and 13 are simplified and displayed.

本実施形態の粘性流体モデル１６は、図６に示されるように、オイラー要素が採用されたチャンバーモデル１４の有限個の要素Ｈ（ｉ）で定義される。チャンバーモデル１４の要素Ｈ（ｉ）には、粘性流体の物性（例えば、せん断粘度、比熱、熱伝導率及び比重等）が定義される。これにより、粘性流体モデル１６がモデル化され、図８に示されるように、ケーシングモデル１２内に配される（定義される）。   As shown in FIG. 6, the viscous fluid model 16 of the present embodiment is defined by a finite number of elements H (i) of the chamber model 14 in which Euler elements are employed. In the element H (i) of the chamber model 14, physical properties of the viscous fluid (for example, shear viscosity, specific heat, thermal conductivity, specific gravity, etc.) are defined. As a result, the viscous fluid model 16 is modeled and disposed (defined) in the casing model 12 as shown in FIG.

せん断粘度は、例えば、解析対象となる粘性流体から粘弾性特性（Ｇ'及びＧ”）が複数の温度条件で測定され、Cox-Merz則などを用いてせん断粘度に変換することで得られる。このようにして得られたせん断粘度ηは、例えば下記式（１）のべき乗法則で近似される。
η＝ｍγ'n-1 …（１）
ここで、ｍは係数、γ'はせん断速度、ｎは係数である。 The shear viscosity is obtained, for example, by measuring viscoelastic properties (G ′ and G ″) from a viscous fluid to be analyzed under a plurality of temperature conditions and converting the viscosity into shear viscosity using the Cox-Merz rule or the like. The shear viscosity η thus obtained is approximated by, for example, the power law of the following formula (1).
η = mγ ' n-1 (1)
Here, m is a coefficient, γ ′ is a shear rate, and n is a coefficient.

比熱は、解析対象の粘性流体（図示省略）から、例えば断熱型連続法（＠２５℃）にて測定される。さらに、熱伝導率は、解析対象の粘性流体から、例えば熱線法（＠２５℃）にて測定される。これらの比熱及び熱伝導率は、コンピュータ６に入力される。   The specific heat is measured from a viscous fluid (not shown) to be analyzed by, for example, an adiabatic continuous method (@ 25 ° C.). Further, the thermal conductivity is measured from the viscous fluid to be analyzed by, for example, the hot wire method (@ 25 ° C.). These specific heat and thermal conductivity are input to the computer 6.

次に、本実施形態の解析方法では、混練空間１５に、図１に示したチャンバー４内に存在する空気を、有限個の要素でモデル化した気相モデル１７を入力する（工程Ｓ４）。本実施形態の気相モデル１７は、粘性流体モデル１６と同様に、図６に示されるように、オイラー要素が採用されたチャンバーモデル１４の有限個の要素Ｈ（ｉ）によって定義される。チャンバーモデル１４の要素Ｈ（ｉ）には、空気の粘度、及び、比重といった物性が定義される。これにより、気相モデル１７がモデル化され、図８に示されるように、ケーシングモデル１２内に配される（定義される）。また、チャンバーモデル１４には、後述の境界条件入力工程Ｓ５において、気相モデル１７の充填率が設定される。   Next, in the analysis method of the present embodiment, the gas phase model 17 in which the air present in the chamber 4 shown in FIG. 1 is modeled with a finite number of elements is input to the kneading space 15 (step S4). Similarly to the viscous fluid model 16, the gas phase model 17 of the present embodiment is defined by a finite number of elements H (i) of the chamber model 14 in which the Euler elements are employed, as shown in FIG. The element H (i) of the chamber model 14 defines physical properties such as air viscosity and specific gravity. Thereby, the gas phase model 17 is modeled and arranged (defined) in the casing model 12 as shown in FIG. Further, the filling rate of the gas phase model 17 is set in the chamber model 14 in a boundary condition input step S5 described later.

次に、本実施形態の解析方法では、コンピュータ６に、粘性流体モデル１６の流動計算に必要な境界条件を入力する（境界条件入力工程Ｓ５）。図９は、境界条件入力工程Ｓ５の処理手順の一例を示すフローチャートである。   Next, in the analysis method of the present embodiment, boundary conditions necessary for the flow calculation of the viscous fluid model 16 are input to the computer 6 (boundary condition input step S5). FIG. 9 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the boundary condition input step S5.

本実施形態の境界条件入力工程Ｓ５では、先ず、温度境界条件が設定される（工程Ｓ５１）。温度境界条件としては、例えば、断熱条件（温度の計算を単純化するため、チャンバーモデル１４の表面において、熱が外に逃げない条件）、又は、全てのチャンバーモデル１４の表面温度が温調温度（例えば５０℃）に設定される条件のいずれかが採用される。温度境界条件は、コンピュータ６に記憶される。   In the boundary condition input step S5 of the present embodiment, first, a temperature boundary condition is set (step S51). As the temperature boundary condition, for example, an adiabatic condition (a condition in which heat does not escape to the outside of the surface of the chamber model 14 in order to simplify the temperature calculation), or the surface temperature of all the chamber models 14 is a temperature control temperature. Any of the conditions set at (for example, 50 ° C.) is adopted. The temperature boundary condition is stored in the computer 6.

次に、本実施形態の境界条件入力工程Ｓ５では、流速境界条件を設定する（工程Ｓ５２）。流速境界条件としては、従来の方法と同様に、シミュレーションの用途や精度等に応じて、壁面ノースリップ条件、又は、壁面スリップ条件のいずれかが採用される。本実施形態では、壁面スリップ条件が採用される。   Next, in the boundary condition input step S5 of the present embodiment, a flow velocity boundary condition is set (step S52). As the flow velocity boundary condition, either the wall surface no-slip condition or the wall surface slip condition is adopted according to the use or accuracy of the simulation as in the conventional method. In the present embodiment, wall slip conditions are employed.

次に、本実施形態の境界条件入力工程Ｓ５では、流動計算の初期条件を設定する（工程Ｓ５３）。初期条件には、従来の方法と同様に、図８に示した粘性流体モデル１６の初期温度、図４に示したロータモデル１３、１３の回転数（チャンバーモデル１４の回転部１４Ａ、１４Ｂの回転数）、チャンバーモデル１４の外周面１４ｏのスリップ率、チャンバーモデル１４の容積に対する粘性流体モデル１６及び気相モデル１７の充填率が含まれる。   Next, in the boundary condition input step S5 of the present embodiment, initial conditions for flow calculation are set (step S53). As in the conventional method, the initial conditions include the initial temperature of the viscous fluid model 16 shown in FIG. 8 and the number of rotations of the rotor models 13 and 13 shown in FIG. Number), the slip ratio of the outer peripheral surface 14 o of the chamber model 14, and the filling ratio of the viscous fluid model 16 and the gas phase model 17 with respect to the volume of the chamber model 14.

さらに、初期条件には、流動計算の初期状態、タイムステップ、内部処理でのイタレーションの反復回数、及び、ロータモデル１３、１３の回転数（又は、計算終了時刻）が含まれる。流動計算の初期状態は、例えば、図８に示されるように、粘性流体モデル１６及び気相モデル１７の充填率に基づいて、チャンバーモデル１４を横切る水平な境界面Ｓを基準として、それよりも上部を気相モデル１７の領域Ｔ１とし、それよりも下部を粘性流体モデル１６の領域Ｔ２として混在配置される。   Furthermore, the initial conditions include the initial state of the flow calculation, the time step, the number of iterations of iteration in the internal processing, and the number of rotations of the rotor models 13 and 13 (or the calculation end time). For example, as shown in FIG. 8, the initial state of the flow calculation is based on the horizontal boundary surface S crossing the chamber model 14 based on the filling rate of the viscous fluid model 16 and the gas phase model 17. The upper part is a region T1 of the gas phase model 17 and the lower part is a region T2 of the viscous fluid model 16 so as to be mixed.

次に、本実施形態の解析方法は、混練機モデル１１に、粘性流体（図示省略）がチャンバー４内で循環流動する流動方向が定義される（工程Ｓ６）。流動方向については、任意に決定することができる。図１０は、ロータモデル１３、１３及び混練空間１５の一例を示す平面図である。   Next, in the analysis method of the present embodiment, the flow direction in which the viscous fluid (not shown) circulates and flows in the chamber 4 is defined in the kneader model 11 (step S6). The flow direction can be arbitrarily determined. FIG. 10 is a plan view showing an example of the rotor models 13 and 13 and the kneading space 15.

本実施形態の流動方向Ｄｆは、混練空間１５の平面視において、混練空間１５の重心１５ｇの周りに沿って定義される。この流動方向Ｄｆは、ロータ３の翼部３ｂ（ロータモデル１３の翼部モデル１３ｂ）の形状、及び、ロータ３（ロータモデル１３）の回転方向に基づいて、粘性流体（図示省略）の循環流動を予測したものである。即ち、翼部３ｂは、流動方向Ｄｆに粘性流体を循環させるように設計されたものである。従って、粘性流体の分配状態の評価は、粘性流体が流動方向Ｄｆに効率よく流れているか否かを判断することが重要である。本実施形態の解析方法では、この流動方向Ｄｆに基づいて、粘性流体の分配状態を解析（評価）している。流動方向Ｄｆは、コンピュータ６に記憶される。   The flow direction Df of the present embodiment is defined along the center of gravity 15g of the kneading space 15 in a plan view of the kneading space 15. This flow direction Df is based on the shape of the blade 3b of the rotor 3 (the blade model 13b of the rotor model 13) and the rotational direction of the rotor 3 (rotor model 13). Is predicted. That is, the wing part 3b is designed to circulate the viscous fluid in the flow direction Df. Therefore, in the evaluation of the distribution state of the viscous fluid, it is important to determine whether the viscous fluid is flowing efficiently in the flow direction Df. In the analysis method of this embodiment, the distribution state of the viscous fluid is analyzed (evaluated) based on the flow direction Df. The flow direction Df is stored in the computer 6.

次に、本実施形態の解析方法は、混練空間１５内の複数の位置に、基準平面１８が定義される（工程Ｓ７）。基準平面１８は、粘性流体モデル１６の物理量を観測するためのものであり、流動方向Ｄｆと交差する向きに定義されている。図１１は、本実施形態の基準平面１８の一例を示す斜視図である。図１２は、図１１の平面図である。   Next, in the analysis method of the present embodiment, the reference plane 18 is defined at a plurality of positions in the kneading space 15 (step S7). The reference plane 18 is for observing the physical quantity of the viscous fluid model 16, and is defined in a direction that intersects the flow direction Df. FIG. 11 is a perspective view showing an example of the reference plane 18 of the present embodiment. FIG. 12 is a plan view of FIG.

基準平面１８は、平面要素Ｊによって定義されている。平面要素Ｊは、厚さが設定されない単一平面に設定されている。平面要素Ｊは、チャンバーモデル１４（図８に示した粘性流体モデル１６及び気相モデル１７を含む）、及び、ロータモデル１３、１３との接触条件が設定されていない。このため、基準平面１８は、チャンバーモデル１４、及び、ロータモデル１３、１３を透過させることができる。本実施形態の解析方法では、基準平面１８を通過した粘性流体モデル１６の各要素Ｈ（ｉ）（図７に示す）の流速を計算している。   The reference plane 18 is defined by the plane element J. The plane element J is set to a single plane in which the thickness is not set. In the planar element J, contact conditions with the chamber model 14 (including the viscous fluid model 16 and the gas phase model 17 shown in FIG. 8) and the rotor models 13 and 13 are not set. For this reason, the reference plane 18 can transmit the chamber model 14 and the rotor models 13 and 13. In the analysis method of this embodiment, the flow velocity of each element H (i) (shown in FIG. 7) of the viscous fluid model 16 that has passed through the reference plane 18 is calculated.

本実施形態の基準平面１８は、第１基準平面１８Ａ、第２基準平面１８Ｂ、第３基準平面１８Ｃ、及び、第４基準平面１８Ｄを含んで構成されている。なお、基準平面１８Ａ〜１８Ｄは、流動方向Ｄｆ（図１２に示す）に交差する向きに定義されていれば、このような態様に限定されない。   The reference plane 18 of the present embodiment includes a first reference plane 18A, a second reference plane 18B, a third reference plane 18C, and a fourth reference plane 18D. The reference planes 18A to 18D are not limited to such a mode as long as they are defined in a direction that intersects the flow direction Df (shown in FIG. 12).

第１基準平面１８Ａ及び第２基準平面１８Ｂは、混練空間１５の重心１５ｇを通り、かつ、一対のロータモデル１３、１３の間を垂直にのびている。第１基準平面１８Ａ及び第２基準平面１８Ｂは、チャンバーモデル１４の外周面１４ｏ、及び、両端面１４ｔに亘って定義されている。第１基準平面１８Ａは、混練空間１５の重心１５ｇからロータモデル１３の軸方向の一方側に配置されている。第２基準平面１８Ｂは、混練空間１５の重心１５ｇからロータモデル１３の軸方向の他方側に配置されている。   The first reference plane 18A and the second reference plane 18B pass through the center of gravity 15g of the kneading space 15 and extend vertically between the pair of rotor models 13 and 13. The first reference plane 18A and the second reference plane 18B are defined over the outer peripheral surface 14o of the chamber model 14 and both end surfaces 14t. The first reference plane 18A is disposed on one side in the axial direction of the rotor model 13 from the center of gravity 15g of the kneading space 15. The second reference plane 18B is arranged on the other side in the axial direction of the rotor model 13 from the center of gravity 15g of the kneading space 15.

第３基準平面１８Ｃ及び第４基準平面１８Ｄは、混練空間１５の重心１５ｇを通り、かつ、第１基準平面１８Ａ及び第２基準平面１８Ｂと直交している。第３基準平面１８Ｃ及び第４基準平面１８Ｄは、チャンバーモデル１４の外周面１４ｏ、両端面１４ｔ、及び、内周面１４ｉに亘って定義されている。第３基準平面１８Ｃは、混練空間１５の重心１５ｇから一方のロータモデル１３側に配置されている。第４基準平面１８Ｄは、混練空間１５の重心１５ｇから他方のロータモデル１３側に配置されている。   The third reference plane 18C and the fourth reference plane 18D pass through the center of gravity 15g of the kneading space 15, and are orthogonal to the first reference plane 18A and the second reference plane 18B. The third reference plane 18C and the fourth reference plane 18D are defined over the outer peripheral surface 14o, both end surfaces 14t, and the inner peripheral surface 14i of the chamber model 14. The third reference plane 18C is disposed on the one rotor model 13 side from the center of gravity 15g of the kneading space 15. The fourth reference plane 18D is disposed on the other rotor model 13 side from the center of gravity 15g of the kneading space 15.

このように、基準平面１８Ａ〜１８Ｄは、流動方向Ｄｆ（図１２に示す）において、等間隔（角度９０度毎）に配置されうる。基準平面１８Ａ〜１８Ｄは、コンピュータ６に記憶される。   As described above, the reference planes 18A to 18D can be arranged at equal intervals (every 90 degrees) in the flow direction Df (shown in FIG. 12). The reference planes 18A to 18D are stored in the computer 6.

次に、本実施形態の解析方法は、コンピュータ６が、ロータモデル１３、１３を回転させたときの各基準平面１８Ａ〜１８Ｄを通過する粘性流体モデル１６の流速を計算する（工程Ｓ８）。工程Ｓ８では、先ず、ロータモデル１３、１３を回転させたときの粘性流体モデル１６の流動計算が行われる。   Next, in the analysis method of the present embodiment, the computer 6 calculates the flow velocity of the viscous fluid model 16 that passes through the reference planes 18A to 18D when the rotor models 13 and 13 are rotated (step S8). In step S8, first, the flow calculation of the viscous fluid model 16 when the rotor models 13 and 13 are rotated is performed.

流動計算には、例えば、汎用の流体解析ソフトウェアが用いられる。流動計算では、粘性流体モデル１６の運動状態を特定する３方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の速度成分、粘性流体モデル１６の内部状態を特定する未知量である圧力ｐ及び温度Ｔが計算される。これらの物理量は、一対のロータモデル１３、１３の回転開始から予め定められた時間まで継続して計算される。また、本実施形態では、非圧縮性流れの場合のナビエストークス方程式とし、気相モデル及び材料モデルの各密度は、一定として取り扱われる。   For the flow calculation, for example, general-purpose fluid analysis software is used. In the flow calculation, velocity components in three directions (X, Y, Z) that specify the motion state of the viscous fluid model 16 and pressure p and temperature T that are unknown amounts that specify the internal state of the viscous fluid model 16 are calculated. . These physical quantities are continuously calculated from the start of rotation of the pair of rotor models 13 and 13 until a predetermined time. Moreover, in this embodiment, it is set as the Navi-Stokes equation in the case of an incompressible flow, and each density of a gas phase model and a material model is handled as constant.

本実施形態の流動計算において、粘性流体モデル１６は、全温度領域で流体として扱われる。このため、流体の方程式（ナビエストークス方程式、質量保存式、エネルギー方程式の連立）を解くことになる。   In the flow calculation of this embodiment, the viscous fluid model 16 is treated as a fluid in the entire temperature range. Therefore, the fluid equation (Navier-Stokes equation, mass conservation equation, simultaneous equation of energy equation) is solved.

本実施形態の流動計算では、図８に示されるように、粘性流体モデル１６と気相モデル１７とが混在するため、２つの流体を一度に扱う必要がある。本実施形態では、自由界面の流れの計算で用いられるＶＯＦ（Volume of Fluid）法が用いられる。ＶＯＦ法では、２つの流体の界面の移動を直接計算するのではなく、粘性流体モデル１６の充填率である体積分率を定義して、自由界面が表現される。なお、支配方程式、及び、流動計算の処理手順については、例えば、特許文献（特開２０１３−２５６０２６号公報）に記載されるとおりである。   In the flow calculation of the present embodiment, as shown in FIG. 8, since the viscous fluid model 16 and the gas phase model 17 are mixed, it is necessary to handle two fluids at a time. In this embodiment, a VOF (Volume of Fluid) method used in the calculation of the flow of the free interface is used. In the VOF method, the movement of the interface between two fluids is not directly calculated, but the volume fraction that is the filling rate of the viscous fluid model 16 is defined to represent the free interface. The governing equation and the flow calculation processing procedure are as described in, for example, a patent document (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-256026).

そして、工程Ｓ８では、各基準平面１８Ａ〜１８Ｄ（図１１及び図１２に示す）を通過する粘性流体モデル１６の流速が、単位時間Ｔｘ毎に計算される。本実施形態では、各基準平面１８Ａ〜１８Ｄにおいて、基準平面１８Ａ〜１８Ｄと交差する粘性流体モデル１６の要素Ｈ（ｉ）（図７に示す）を特定する。次に、各基準平面１８Ａ〜１８Ｄにおいて、基準平面１８と交差する各要素Ｈ（ｉ）の流速が、単位時間毎に計算される。   In step S8, the flow velocity of the viscous fluid model 16 passing through the reference planes 18A to 18D (shown in FIGS. 11 and 12) is calculated for each unit time Tx. In the present embodiment, the element H (i) (shown in FIG. 7) of the viscous fluid model 16 that intersects the reference planes 18A to 18D is specified in each of the reference planes 18A to 18D. Next, in each of the reference planes 18A to 18D, the flow velocity of each element H (i) that intersects the reference plane 18 is calculated every unit time.

本実施形態において、流動方向（即ち、矢印）Ｄｆに沿って通過する要素Ｈ（ｉ）の流速は、正の流速として計算される。他方、流動方向Ｄｆとは逆方向に通過する要素Ｈ（ｉ）の流速は、負の流速として計算される。各要素Ｈ（ｉ）の流速は、コンピュータ６に記憶される。   In this embodiment, the flow velocity of the element H (i) passing along the flow direction (that is, the arrow) Df is calculated as a positive flow velocity. On the other hand, the flow velocity of the element H (i) passing in the direction opposite to the flow direction Df is calculated as a negative flow velocity. The flow velocity of each element H (i) is stored in the computer 6.

粘性流体モデル１６の流速が大きいほど、流動方向Ｄｆにおいて、チャンバー４内の広い範囲に、粘性流体（図示省略）を短時間で行き渡らせることができる。従って、粘性流体モデル１６の流速は、粘性流体モデル１６の分配状態に相関を有するパラメータとして扱うことができる。このような流速を調べることにより、粘性流体モデル１６の混練状態（分配状態）を簡単に評価することができる。   As the flow velocity of the viscous fluid model 16 increases, the viscous fluid (not shown) can be spread over a wide range in the chamber 4 in the flow direction Df in a shorter time. Therefore, the flow velocity of the viscous fluid model 16 can be treated as a parameter having a correlation with the distribution state of the viscous fluid model 16. By examining such a flow velocity, the kneading state (distribution state) of the viscous fluid model 16 can be easily evaluated.

次に、本実施形態の解析方法は、コンピュータ６が、ロータモデル１３、１３の回転が終了したか否かを判断する（工程Ｓ９）。工程Ｓ９では、ロータモデル１３、１３が、予め定められた回転数まで回転したか否かが判断される。回転数については、例えば、混練機１（図１に示す）の構造や、粘性流体（図示省略）の配合等に基づいて、適宜設定することができる。   Next, in the analysis method of the present embodiment, the computer 6 determines whether or not the rotation of the rotor models 13 and 13 has been completed (step S9). In step S9, it is determined whether or not the rotor models 13 and 13 have rotated to a predetermined number of rotations. The number of rotations can be appropriately set based on, for example, the structure of the kneader 1 (shown in FIG. 1), the composition of a viscous fluid (not shown), and the like.

工程Ｓ９において、ロータモデル１３、１３の回転が終了したと判断された場合（工程Ｓ９で、「Ｙ」）、次の工程Ｓ１０が実施される。他方、ロータモデル１３、１３の回転が終了していないと判断された場合（工程Ｓ９で、「Ｎ」）、単位時間Ｔｘを一つ進めて（工程Ｓ１１）、工程Ｓ８及び工程Ｓ９が再度実施される。   If it is determined in step S9 that the rotation of the rotor models 13 and 13 has been completed (“Y” in step S9), the next step S10 is performed. On the other hand, when it is determined that the rotation of the rotor models 13 and 13 has not ended ("N" in step S9), the unit time Tx is advanced by one (step S11), and the steps S8 and S9 are performed again. Is done.

このように、本実施形態の解析方法は、ロータモデル１３、１３の回転開始から回転終了までの間、各基準平面１８Ａ〜１８Ｄを通過する各要素Ｈ（ｉ）の流速を、単位時間Ｔｘ毎に計算することができる。   As described above, in the analysis method of the present embodiment, the flow rate of each element H (i) passing through each reference plane 18A to 18D is determined for each unit time Tx from the start of rotation to the end of rotation of the rotor models 13 and 13. Can be calculated.

次に、本実施形態の解析方法は、粘性流体モデル１６の流速に基づいて、粘性流体モデル１６の分配状態が評価される（工程Ｓ１０）。上述したように、粘性流体モデル１６の流速は、粘性流体モデル１６の分配状態に相関を有するパラメータである。従って、本実施形態の解析方法では、各基準平面１８Ａ〜１８Ｄ（図１１及び図１２に示す）を通過する粘性流体モデル１６の流速を調べることにより、流動方向Ｄｆに循環流動する粘性流体モデル１６の混練状態（分配状態）を簡単に評価することができる。   Next, in the analysis method of the present embodiment, the distribution state of the viscous fluid model 16 is evaluated based on the flow velocity of the viscous fluid model 16 (step S10). As described above, the flow velocity of the viscous fluid model 16 is a parameter having a correlation with the distribution state of the viscous fluid model 16. Therefore, in the analysis method of this embodiment, the viscous fluid model 16 that circulates and flows in the flow direction Df by examining the flow velocity of the viscous fluid model 16 that passes through each of the reference planes 18A to 18D (shown in FIGS. 11 and 12). The kneading state (distribution state) can be easily evaluated.

本実施形態の工程Ｓ１０では、基準平面１８（図１１及び図１２に示す）を通過した任意の要素Ｈ（ｉ）（図７に示す）の流速に基づいて、粘性流体モデル１６の分配状態が評価されてもよいし、基準平面１８を通過した全ての要素Ｈ（ｉ）の流速に基づいて、粘性流体モデル１６の分配状態が評価されてもよい。任意の要素Ｈ（ｉ）の流速に基づいて評価する場合は、例えば、回転しているロータモデル１３、１３の予め定められたタイミング（例えば、図１２において、翼部モデル１３ｂの凸部先端が重心１５ｇと正反対を向いているタイミング等）で、基準平面１８を通過する要素Ｈ（ｉ）の流速に基づいて評価されるのが望ましい。これにより、時々刻々と変化する各要素Ｈ（ｉ）の流速を、適切に評価することができる。   In step S10 of this embodiment, the distribution state of the viscous fluid model 16 is determined based on the flow velocity of an arbitrary element H (i) (shown in FIG. 7) that has passed through the reference plane 18 (shown in FIGS. 11 and 12). The distribution state of the viscous fluid model 16 may be evaluated based on the flow velocity of all the elements H (i) that have passed through the reference plane 18. When evaluating based on the flow velocity of an arbitrary element H (i), for example, a predetermined timing of the rotating rotor models 13 and 13 (for example, in FIG. It is desirable that the evaluation is performed based on the flow velocity of the element H (i) passing through the reference plane 18 at the timing of facing the center of gravity 15g or the like. Thereby, the flow velocity of each element H (i) that changes from moment to moment can be appropriately evaluated.

工程Ｓ１０では、粘性流体モデル１６の各要素Ｈ（ｉ）の流速が、予め定められた目標値以上である場合に、流動方向Ｄｆにおいて、粘性流体モデル１６の分配状態が良好であると判断される。流速の目標値については、混練機１（図１に示す）に求められる粘性流体（図示省略）の分配性能に基づいて、適宜設定される。他方、粘性流体モデル１６の各要素Ｈ（ｉ）の流速が目標値未満である場合に、流動方向Ｄｆにおいて、粘性流体モデル１６の分配状態が良好ではないと判断される。   In step S10, when the flow velocity of each element H (i) of the viscous fluid model 16 is equal to or higher than a predetermined target value, it is determined that the distribution state of the viscous fluid model 16 is good in the flow direction Df. The About the target value of a flow velocity, it sets suitably based on the distribution performance of the viscous fluid (illustration omitted) calculated | required by the kneading machine 1 (shown in FIG. 1). On the other hand, when the flow velocity of each element H (i) of the viscous fluid model 16 is less than the target value, it is determined that the distribution state of the viscous fluid model 16 is not good in the flow direction Df.

工程Ｓ１０において、粘性流体モデル１６の分配状態が良好であると判断された場合（工程Ｓ１０で、「Ｙ」）、混練機モデル１１（図４に示す）は、粘性流体モデル１６を流動方向Ｄｆに効果的に循環流動させることができている。従って、混練機モデル１１に基づいて、混練機１が製造される（工程Ｓ１２）。他方、粘性流体モデル１６の分配状態が良好でないと判断された場合（工程Ｓ１０で、「Ｎ」）、混練機１の設計因子を変更して（工程Ｓ１３）、工程Ｓ１〜工程Ｓ１０が再度実施される。これにより、粘性流体（図示省略）の分配状態が良好な混練機１を設計することができる。   When it is determined in step S10 that the distribution state of the viscous fluid model 16 is good (“Y” in step S10), the kneader model 11 (shown in FIG. 4) moves the viscous fluid model 16 in the flow direction Df. Can be circulated effectively. Therefore, the kneader 1 is manufactured based on the kneader model 11 (step S12). On the other hand, when it is determined that the distribution state of the viscous fluid model 16 is not good (“N” in step S10), the design factor of the kneader 1 is changed (step S13), and steps S1 to S10 are performed again. Is done. Thereby, the kneading machine 1 with a good distribution state of the viscous fluid (not shown) can be designed.

本実施形態では、各基準平面１８Ａ〜１８Ｄを通過する粘性流体モデル１６の要素Ｈ（ｉ）の流速に基づいて、粘性流体モデル１６の混練状態（分配状態）が評価されたが、このような態様に限定されない。例えば、各基準平面１８Ａ〜１８Ｄを通過する粘性流体モデル１６の要素Ｈ（ｉ）の流速の平均値（以下、単に、「平均流速」ということがある。）に基づいて、粘性流体モデル１６の混練状態（分配状態）が評価されてもよい。 図１３は、本発明の他の実施形態の解析方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、この実施形態において、前実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。   In the present embodiment, the kneading state (distribution state) of the viscous fluid model 16 is evaluated based on the flow velocity of the element H (i) of the viscous fluid model 16 passing through the reference planes 18A to 18D. It is not limited to an aspect. For example, based on the average value of the flow velocity of the element H (i) of the viscous fluid model 16 passing through each of the reference planes 18A to 18D (hereinafter, simply referred to as “average flow velocity”), The kneading state (distributed state) may be evaluated. FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of an analysis method according to another embodiment of the present invention. In addition, in this embodiment, about the same structure as previous embodiment, the same code | symbol may be attached | subjected and description may be abbreviate | omitted.

この実施形態の解析方法は、粘性流体モデル１６の分配状態を評価する工程Ｓ１０に先立ち、コンピュータ６が、粘性流体モデル１６の平均流速を計算する（工程Ｓ１４）。   In the analysis method of this embodiment, prior to step S10 for evaluating the distribution state of the viscous fluid model 16, the computer 6 calculates the average flow velocity of the viscous fluid model 16 (step S14).

平均流速としては、例えば、各基準平面１８Ａ〜１８Ｄ（図１１及び図１２に示す）において、図７に示した要素Ｈ（ｉ）の流速を平均したものを採用することができる。例えば、第１基準平面１８Ａの平均流速Ｖａは、下記式（２）のように、第１基準平面１８Ａを通過する要素Ｈ（ｉ）の流速Ｖ（ｉ）（流速の正負を考慮する）と要素Ｈ（ｉ）の第１基準平面１８Ａへの投影面積Ｓ（ｉ）との積の合計値を、第１基準平面１８Ａの面積（投影面積Ｓ（ｉ）の合計値）で除することによって求められる。これにより、要素Ｈ（ｉ）の大きさがそれぞれ異なる場合であっても、要素Ｈ（ｉ）の大きさに依存することなく、平均流速を適切に求めることができる。第２基準平面１８Ｂ〜第４基準平面１８Ｄの平均流速は、第１基準平面１８Ａと同様の手順で求めることができる。
Ｖａ＝Σ（Ｖ（ｉ）×Ｓ（ｉ））／ΣＳ（ｉ） …（２） As the average flow velocity, for example, the average flow velocity of the element H (i) shown in FIG. 7 can be adopted in each of the reference planes 18A to 18D (shown in FIGS. 11 and 12). For example, the average flow velocity Va of the first reference plane 18A is expressed by the following equation (2): the flow velocity V (i) of the element H (i) passing through the first reference plane 18A (considering the positive and negative of the flow velocity). By dividing the total value of the product of the element H (i) and the projected area S (i) onto the first reference plane 18A by the area of the first reference plane 18A (total value of the projected area S (i)). Desired. Thereby, even if the sizes of the elements H (i) are different from each other, the average flow velocity can be appropriately obtained without depending on the size of the elements H (i). The average flow velocity of the second reference plane 18B to the fourth reference plane 18D can be obtained by the same procedure as that of the first reference plane 18A.
Va = Σ (V (i) × S (i)) / ΣS (i) (2)

これらの各基準平面１８Ａ〜１８Ｄ（図１１及び図１２に示す）の平均流速は、単位時間Ｔｘ毎に求められてもよいし、ロータモデル１３、１３（図４に示す）の回転開始から回転終了までの全時間で平均されてもよい。   The average flow velocities of these reference planes 18A to 18D (shown in FIGS. 11 and 12) may be obtained every unit time Tx, or rotate from the start of rotation of the rotor models 13 and 13 (shown in FIG. 4). It may be averaged over the entire time to completion.

このような平均流速は、要素Ｈ（ｉ）毎に異なる流速を均すことができるため、粘性流体モデル１６の分配状態を簡単に評価することができる。また、各基準平面１８の平均流速は、粘性流体モデル１６の分配状態を評価する工程Ｓ１０において、各基準平面１８での粘性流体モデル１６の流速を比較するのに役立つ。   Since such an average flow velocity can equalize different flow velocities for each element H (i), the distribution state of the viscous fluid model 16 can be easily evaluated. Further, the average flow velocity of each reference plane 18 is useful for comparing the flow velocity of the viscous fluid model 16 on each reference plane 18 in the step S10 for evaluating the distribution state of the viscous fluid model 16.

実際の混練機１において、粘性流体（図示省略）の平均流速が大きいほど、チャンバー４内に粘性流体を早期に行き渡らせることができる。従って、この実施形態の工程Ｓ１０では、粘性流体モデル１６の平均流速が、予め定められた目標値以上である場合に、粘性流体モデル１６の分配状態が良好であると判断される。なお、粘性流体モデル１６の平均流速の目標値については、混練機１（図１に示す）に求められる粘性流体の分配性能に基づいて、適宜設定される。他方、粘性流体モデル１６の平均流速が目標値未満である場合に、粘性流体モデル１６の分配状態が良好ではないと判断される。   In the actual kneading machine 1, the larger the average flow velocity of the viscous fluid (not shown), the faster the viscous fluid can be spread in the chamber 4. Therefore, in step S10 of this embodiment, when the average flow velocity of the viscous fluid model 16 is equal to or higher than a predetermined target value, it is determined that the distribution state of the viscous fluid model 16 is good. The target value of the average flow velocity of the viscous fluid model 16 is appropriately set based on the viscous fluid distribution performance required for the kneader 1 (shown in FIG. 1). On the other hand, when the average flow velocity of the viscous fluid model 16 is less than the target value, it is determined that the distribution state of the viscous fluid model 16 is not good.

また、他の実施形態の平均流速としては、例えば、各基準平面１８Ａ〜１８Ｄ（図１１及び図１２に示す）において、全ての基準平面１８Ａ〜１８Ｄの要素Ｈ（ｉ）の流速を平均したものを採用することができる。全ての基準平面での平均流速は、各基準平面１８Ａ〜１８Ｄの平均流速の合計値を、全ての基準平面１８Ａ〜１８Ｄの個数で除することによって求められる。なお、全ての基準平面での平均流速は、単位時間Ｔｘ毎に求められてもよいし、ロータモデル１３、１３（図４に示す）の回転開始から回転終了までの全時間で平均されてもよい。このような全ての基準平面での平均流速は、各基準平面１８でバラツキやすい平均流速を均すことができるため、粘性流体モデル１６の分配状態を評価する工程Ｓ１０において、粘性流体モデル１６の混練状態（分配状態）を、より簡単に評価することができる。   Moreover, as an average flow velocity of other embodiment, it is what averaged the flow velocity of the element H (i) of all the reference planes 18A-18D in each reference plane 18A-18D (shown in FIG.11 and FIG.12), for example. Can be adopted. The average flow velocity in all the reference planes is obtained by dividing the total value of the average flow rates of the respective reference planes 18A to 18D by the number of all the reference planes 18A to 18D. The average flow velocity in all the reference planes may be obtained every unit time Tx, or may be averaged over the entire time from the rotation start to the rotation end of the rotor models 13 and 13 (shown in FIG. 4). Good. Since the average flow velocities in all the reference planes can equalize the average flow velocities that are likely to vary in each reference plane 18, the kneading of the viscous fluid model 16 is performed in step S <b> 10 for evaluating the distribution state of the viscous fluid model 16. The state (distribution state) can be more easily evaluated.

図１４は、全ての基準平面での平均流速と、時間との関係を示すグラフである。このグラフでは、互いに形状が異なる第１ロータモデルＡ及び第２ロータモデルＢの平均流速が、単位時間Ｔｘ毎に求められている。このグラフにおいて、全ての基準平面での平均流速は、時々刻々と変化する。従って、例えば、第１ロータモデルＡ及び第２ロータモデルＢの分配性能の優劣を評価することが難しい。   FIG. 14 is a graph showing the relationship between the average flow velocity in all reference planes and time. In this graph, the average flow velocities of the first rotor model A and the second rotor model B having different shapes are obtained for each unit time Tx. In this graph, the average flow velocity in all reference planes changes from moment to moment. Therefore, for example, it is difficult to evaluate the superiority or inferiority of the distribution performance of the first rotor model A and the second rotor model B.

このため、全ての基準平面での平均流速は、全時間で平均されるのが望ましい（以下、このような平均流速を、「全時間の平均流速」ということがある。）。このような全時間の平均流速は、時々刻々と変化する全て基準平面の平均流速を、一つの値に均すことができるため、粘性流体モデル１６の分配状態を評価する工程Ｓ１０において、粘性流体モデル１６の混練状態（分配状態）を、さらに簡単に評価することができる。これらの平均流速は、コンピュータ６に記憶される。   For this reason, it is desirable that the average flow velocity in all the reference planes is averaged over the entire time (hereinafter, such an average flow velocity may be referred to as “average flow velocity over the entire time”). Since the average flow velocity over the entire time can be equalized to a single value, the average flow velocity of all the reference planes that change from moment to moment, the viscous fluid in step S10 for evaluating the distribution state of the viscous fluid model 16 The kneading state (distribution state) of the model 16 can be more easily evaluated. These average flow rates are stored in the computer 6.

この実施形態では、粘性流体モデル１６の平均流速に基づいて、粘性流体モデル１６の混練状態（分配状態）が評価されたが、このような態様に限定されない。発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、粘性流体（図示省略）の平均流速が大きくても、実際の混練機１において、例えば、チャンバー４（図１に示す）の平面視での四隅側や、ロータ３、３の翼部３ｂ（図１に示す）の裏側などで、粘性流体の動き（流れ）が鈍くなる場合があり、粘性流体を十分に分配できない場合があることを知見した。さらに、発明者らは、流速の変化が大きいほど、粘性流体の流れの変化が大きくなるため、チャンバー４の四隅側や、ロータ３、３の翼部３ｂの裏側などで動き（流れ）が鈍くなっている粘性流体を効果的に動かすことができ、粘性流体を効果的に分配できることを知見した。   In this embodiment, the kneading state (distribution state) of the viscous fluid model 16 is evaluated based on the average flow velocity of the viscous fluid model 16, but the present invention is not limited to such a mode. As a result of intensive studies, the inventors, for example, in the actual kneader 1, even if the average flow velocity of the viscous fluid (not shown) is large, for example, at the four corners in the plan view of the chamber 4 (shown in FIG. 1). In addition, it has been found that the movement (flow) of the viscous fluid may become dull on the back side of the blade portion 3b (shown in FIG. 1) of the rotors 3 and 3 and the viscous fluid may not be sufficiently distributed. Furthermore, since the change in the flow of the viscous fluid becomes larger as the change in the flow velocity becomes larger, the inventors have a slower movement (flow) on the four corners of the chamber 4, the back side of the wing 3b of the rotors 3 and 3, and the like. It has been found that the viscous fluid can be moved effectively and the viscous fluid can be distributed effectively.

このような知見に基づいて、この実施形態では、粘性流体モデル１６の平均流速（この実施形態では、全時間の平均流速）と、粘性流体モデル１６の流速の変化量に基づいて、粘性流体モデルの混練状態（分配状態）を評価している。図１５は、本発明のさらに他の実施形態の解析方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、この実施形態において、前実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。   Based on such knowledge, in this embodiment, the viscous fluid model 16 is based on the average flow velocity of the viscous fluid model 16 (in this embodiment, the average flow velocity for the entire time) and the amount of change in the flow velocity of the viscous fluid model 16. The kneading state (distribution state) is evaluated. FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of an analysis method according to still another embodiment of the present invention. In addition, in this embodiment, about the same structure as previous embodiment, the same code | symbol may be attached | subjected and description may be abbreviate | omitted.

この実施形態の解析方法は、粘性流体モデル１６の分配状態を評価する工程Ｓ１０に先立ち、コンピュータ６が、粘性流体モデル１６の変化量を計算する（工程Ｓ１５）。この実施形態の流速の変化量は、単位時間Ｔｘ毎に求められた全ての基準平面での平均流速（図１４に示す）の偏差である。   In the analysis method of this embodiment, prior to step S10 for evaluating the distribution state of the viscous fluid model 16, the computer 6 calculates the amount of change in the viscous fluid model 16 (step S15). The change amount of the flow velocity in this embodiment is a deviation of the average flow velocity (shown in FIG. 14) in all the reference planes obtained every unit time Tx.

この実施形態の分配状態を評価する工程Ｓ１０では、粘性流体モデル１６の平均流速（この実施形態では、全時間の平均流速）、及び、流速の変化量がそれぞれ目標値以上である場合に、粘性流体モデル１６の分配状態が良好であると判断される。他方、粘性流体モデル１６の平均流速、及び、流速の変化量の少なくとも一方が目標値未満である場合に、粘性流体モデル１６の分配状態が良好ではないと判断される。流速の変化量の目標値については、混練機１（図１に示す）に求められる粘性流体（図示省略）の分配性能に基づいて、適宜設定される。   In step S10 for evaluating the distribution state of this embodiment, when the average flow velocity of the viscous fluid model 16 (in this embodiment, the average flow velocity for the entire time) and the amount of change in the flow velocity are equal to or greater than the target value, the viscosity is determined. It is determined that the distribution state of the fluid model 16 is good. On the other hand, when at least one of the average flow velocity of the viscous fluid model 16 and the amount of change in the flow velocity is less than the target value, it is determined that the distribution state of the viscous fluid model 16 is not good. About the target value of the variation | change_quantity of a flow rate, it sets suitably based on the distribution performance of the viscous fluid (illustration omitted) calculated | required by the kneader 1 (shown in FIG. 1).

図１６は、全時間の平均流速と、流速の変化量との関係を示すグラフである。この実施形態では、平均流速だけでなく、流速の変化量に基づいて、粘性流体モデル１６の分配状態が評価される。従って、この実施形態では、粘性流体モデル１６の分配状態を、精度良く評価することができる。   FIG. 16 is a graph showing the relationship between the average flow velocity over the entire time and the amount of change in the flow velocity. In this embodiment, the distribution state of the viscous fluid model 16 is evaluated based not only on the average flow velocity but also on the amount of change in the flow velocity. Therefore, in this embodiment, the distribution state of the viscous fluid model 16 can be evaluated with high accuracy.

流速の変化量は、単位時間Ｔｘ毎に求められた全ての基準平面での平均流速の偏差である場合が例示されたが、このような態様に限定されない。例えば、単位時間Ｔｘ毎に求められた全ての基準平面での平均流速（図１４に示す）の最大値と最小値との差であってもよい。   The change amount of the flow velocity is exemplified as the deviation of the average flow velocity in all the reference planes obtained every unit time Tx, but is not limited to such a mode. For example, it may be the difference between the maximum value and the minimum value of the average flow velocity (shown in FIG. 14) in all the reference planes obtained every unit time Tx.

これまでの実施形態の流動方向Ｄｆは、図１０に示されるように、混練空間１５の平面視において、混練空間１５の重心１５ｇの周り（図１０において、時計回り）に沿って定義されたが、このような態様に限定されない。流動方向Ｄｆは、例えば、図１０において反時計回りに定義されても良い。   As shown in FIG. 10, the flow direction Df of the embodiments so far is defined along the center of gravity 15g of the kneading space 15 (clockwise in FIG. 10) in the plan view of the kneading space 15. However, the present invention is not limited to such an embodiment. The flow direction Df may be defined, for example, counterclockwise in FIG.

図１７（ａ）は、本発明の他の実施形態の流動方向Ｄｆを示す部分側面図である。図１７（ｂ）は、本発明の他の実施形態の基準平面１８を示す部分側面図である。流動方向Ｄｆは、ロータモデル１３の周方向に沿って定義されてもよい。なお、流動方向Ｄｆがロータの周方向に沿って定義される場合、ロータモデル１３の回転軸１３ｃから半径方向外側へ放射状にのびる基準平面１８が定義されるのが望ましい。このような基準平面１８は、流動方向Ｄｆと交差するため、粘性流体モデル１６の流速を計算して、粘性流体モデル１６の混練状態（分配状態）を簡単に評価することができる。   FIG. 17A is a partial side view showing the flow direction Df according to another embodiment of the present invention. FIG. 17B is a partial side view showing the reference plane 18 according to another embodiment of the present invention. The flow direction Df may be defined along the circumferential direction of the rotor model 13. When the flow direction Df is defined along the circumferential direction of the rotor, it is desirable to define a reference plane 18 that extends radially outward from the rotation axis 13c of the rotor model 13 in the radial direction. Since such a reference plane 18 intersects the flow direction Df, the flow velocity of the viscous fluid model 16 can be calculated and the kneading state (distribution state) of the viscous fluid model 16 can be easily evaluated.

このように、本発明の解析方法は、流動方向Ｄｆを任意に定義することができるため、例えば、理想的な又は目的とする流動方向Ｄｆを決定することができる。この流動方向Ｄｆに対して交差する基準平面１８において、理想的な流速が計算されるように、混練機を設計変更することができる。従って、本発明の解析方法は、粘性流体（図示省略）の分配状態が良好な混練機１の設計（改良）に役立つ。   Thus, since the analysis method of the present invention can arbitrarily define the flow direction Df, for example, an ideal or target flow direction Df can be determined. The kneader can be redesigned so that an ideal flow velocity is calculated on the reference plane 18 that intersects the flow direction Df. Therefore, the analysis method of the present invention is useful for the design (improvement) of the kneader 1 having a good distribution state of the viscous fluid (not shown).

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。   As mentioned above, although especially preferable embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to embodiment of illustration, It can deform | transform and implement in a various aspect.

図３に示した処理手順に従って、ケーシングモデルとロータモデルとを含む混練機モデルがコンピュータに入力され、混練空間に粘性流体モデルが充填された（実施例１、実施例２）。実施例１及び実施例２は、図１２に示されるように、混練空間の平面視において、前記混練空間の重心の周りに沿って流動方向が定義され、混練空間内の複数の位置に、流動方向と交差する基準平面が定義された。実施例１及び実施例２は、ロータモデルを回転させたときの各基準平面を通過する粘性流体モデルの流速が計算された。   According to the processing procedure shown in FIG. 3, a kneader model including a casing model and a rotor model was input to the computer, and the kneading space was filled with the viscous fluid model (Examples 1 and 2). In Example 1 and Example 2, as shown in FIG. 12, in the plan view of the kneading space, the flow direction is defined around the center of gravity of the kneading space, and the flow direction is changed to a plurality of positions in the kneading space. A reference plane that intersects the direction was defined. In Example 1 and Example 2, the flow velocity of the viscous fluid model passing through each reference plane when the rotor model was rotated was calculated.

実施例１では、全ての基準平面の流速を平均した平均流速が単位時間毎に計算され、図１４に示した全ての基準平面での平均流速と、時間との関係を示すグラフが求められた。そして、実施例１では、単位時間毎に計算された平均流速に基づいて、粘性流体モデルの混練状態（分配状態）が評価された。   In Example 1, an average flow velocity obtained by averaging the flow velocities of all the reference planes was calculated every unit time, and a graph showing the relationship between the average flow velocity in all the reference planes shown in FIG. 14 and time was obtained. . In Example 1, the kneading state (distribution state) of the viscous fluid model was evaluated based on the average flow velocity calculated every unit time.

実施例２では、全ての基準平面での平均流速（図１４に示す）を全時間で平均した全時間の平均流速と、流速の変化量（平均流速の偏差）とが計算され、図１６に示した全時間の平均流速と、流速の変化量との関係を示すグラフが求められた。そして、実施例２では、全時間の平均流速と、流速の変化量とに基づいて、粘性流体モデルの混練状態（分配状態）が評価された。   In Example 2, the average flow velocity in all the reference planes (shown in FIG. 14) was averaged over the entire time, and the change in the flow velocity (deviation of the average flow velocity) was calculated. A graph showing the relationship between the average flow velocity for the entire time shown and the amount of change in the flow velocity was obtained. In Example 2, the kneading state (distribution state) of the viscous fluid model was evaluated based on the average flow velocity over the entire time and the amount of change in the flow velocity.

比較のために、上記特許文献１の解析方法に基づいて、コンピュータが、ロータモデルが回転したときの粘性流体モデルの流動計算を行うとともに、仮想粒子の位置情報を追跡した（比較例）。そして、比較例では、仮想粒子の配置と、理想的な仮想粒子の配置との差（粒子間距離の確率分布の差）が比較され、粘性流体の混練状態（分配状態）が評価された。共通仕様は、次のとおりである。
ロータモデルの回転数：３０rpm
単位時間（タイムステップ）： １．９７３×１０−３秒
粘性流体モデルの充填率：７０％
混練時間：２０秒 For comparison, based on the analysis method of Patent Document 1 described above, the computer calculated the flow of the viscous fluid model when the rotor model rotated and tracked the position information of the virtual particles (comparative example). In the comparative example, the difference between the arrangement of the virtual particles and the ideal arrangement of the virtual particles (difference in the probability distribution of the interparticle distance) was compared, and the kneaded state (distributed state) of the viscous fluid was evaluated. The common specifications are as follows.
Number of rotations of rotor model: 30rpm
Unit time (time step): 1.973 × 10 −3 seconds Filling rate of viscous fluid model: 70%
Kneading time: 20 seconds

実施例１及び実施例２は、粘性流体モデルの流速を調べるだけで、粘性流体モデルの混練状態（分配状態）を評価できるため、仮想粒子の配置及び理想的な仮想粒子の配置の差を比較する比較例に比べて、粘性流体モデルの混練状態を簡単に評価することができた。   In Example 1 and Example 2, the kneading state (distribution state) of the viscous fluid model can be evaluated only by examining the flow velocity of the viscous fluid model, so the difference between the virtual particle arrangement and the ideal virtual particle arrangement is compared. Compared to the comparative example, the kneading state of the viscous fluid model could be easily evaluated.

実施例２は、時々刻々と変化する全て基準平面の平均流速を、一つの値に均すことができるため、実施例１に比べて、粘性流体モデルの分配状態を簡単に評価することができた。さらに、実施例２は、全時間の平均流速と、流速の変化量とに基づいて、粘性流体モデルの分配状態が評価されるため、チャンバーの四隅や、ロータの翼部の裏側などで、粘性流体の動き（流れ）が鈍くなる場合についても、簡単に評価することができた。   In the second embodiment, since the average flow velocity of all the reference planes that change from moment to moment can be equalized to one value, the distribution state of the viscous fluid model can be easily evaluated as compared to the first embodiment. It was. Furthermore, in Example 2, since the distribution state of the viscous fluid model is evaluated based on the average flow velocity over the entire time and the amount of change in the flow velocity, the viscosity is measured at the four corners of the chamber or the back side of the rotor wings. It was possible to easily evaluate the case where the fluid movement (flow) was slow.

Ｓ６ 流動方向を定義する工程
Ｓ７ 基準平面を定義する工程
Ｓ８ 粘性流体モデルの流速を計算する工程 S6 Step of defining the flow direction S7 Step of defining the reference plane S8 Step of calculating the flow velocity of the viscous fluid model

Claims (5)

粘性流体が充填されるチャンバーと、前記チャンバー内で回転しかつ前記粘性流体を前記チャンバー内で混練するロータとを含む混練機の内部での前記粘性流体の状態を、コンピュータを用いて解析するための方法であって、
前記コンピュータに、前記チャンバーに相当する混練空間を区画する筒状のケーシングモデルと、前記混練空間内で回転するロータモデルとを含む混練機モデルを入力する工程、
前記混練空間に、前記粘性流体をモデル化した粘性流体モデルを充填する工程、
前記混練機モデルに、前記粘性流体が前記チャンバー内で循環流動する流動方向を定義する工程、
前記混練空間内の複数の位置に、前記流動方向と交差する向きの前記粘性流体モデルの物理量を観測するための基準平面を定義する工程、及び
前記コンピュータが、前記ロータモデルを回転させたときの前記各基準平面を通過する前記粘性流体モデルの流速を計算する工程を含む粘性流体の混練状態の解析方法。 In order to analyze the state of the viscous fluid in a kneader including a chamber filled with the viscous fluid and a rotor that rotates in the chamber and kneads the viscous fluid in the chamber using a computer The method of
Inputting a kneader model including a cylindrical casing model defining a kneading space corresponding to the chamber and a rotor model rotating in the kneading space to the computer;
Filling the kneading space with a viscous fluid model obtained by modeling the viscous fluid;
Defining a flow direction in which the viscous fluid circulates and flows in the chamber in the kneader model;
Defining a reference plane for observing a physical quantity of the viscous fluid model in a direction intersecting the flow direction at a plurality of positions in the kneading space; and when the computer rotates the rotor model A method for analyzing a kneading state of a viscous fluid, including a step of calculating a flow velocity of the viscous fluid model passing through each of the reference planes. 前記コンピュータが、全ての前記基準平面の前記流速を平均した平均流速を計算する工程と、
前記平均流速に基づいて、前記粘性流体モデルの分配状態を評価する工程とをさらに含む請求項１に記載の粘性流体の混練状態の解析方法。 The computer calculates an average flow velocity averaged over the flow velocity of all the reference planes;
The method for analyzing a kneading state of a viscous fluid according to claim 1, further comprising: evaluating a distribution state of the viscous fluid model based on the average flow velocity. 前記コンピュータが、前記粘性流体モデルの前記流速の変化量を計算する工程と、
前記変化量に基づいて、前記粘性流体モデルの分配状態を評価する工程とをさらに含む請求項２に記載の粘性流体の混練状態の解析方法。 The computer calculating a change in the flow velocity of the viscous fluid model;
The method for analyzing a kneading state of a viscous fluid according to claim 2, further comprising: evaluating a distribution state of the viscous fluid model based on the amount of change. 前記流動方向は、前記混練空間の平面視において、前記混練空間の重心の周りに沿って定義される請求項１乃至３のいずれかに記載の粘性流体の混練状態の解析方法。   The method for analyzing a kneading state of a viscous fluid according to any one of claims 1 to 3, wherein the flow direction is defined along a center of gravity of the kneading space in a plan view of the kneading space. 前記流動方向は、前記ロータモデルの周方向に沿って定義される請求項１乃至３のいずれかに記載の粘性流体の混練状態の解析方法。   The analysis method of the kneading state of the viscous fluid according to claim 1, wherein the flow direction is defined along a circumferential direction of the rotor model.
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