Single Screw Simulator(Ver.9.0.0)
改良成果資料（発表用ダイジェスト版）

2018/11/15
株式会社HASL
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① 固体ソリッド解析機能の改良② 各種輸送方程式に対するSUPG/FEM 陰解法③ スクリュ/バレル 2.5D/3D FEM 熱連成解析

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved1① 固体ソリッド解析機能の改良
BarrelVb  NDb , b Spiral angle

N : Frequency of screw rotation
 : Average helix angle
 s : Solid density

VDsDbΩ Angularvelocity

HFlight

Barrel Screwdiameter diametereMass fluxG   2 NHDb ( Db  H )  sw
Velocity of polymer plugVplz

Darnell & Mol modelBb
Velocity of polymer plugeBarrel velocity Vb
Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reservedtan  tan b e
1 tan   tan b   ( Db  H ) sin  2

Pressure (MPa)表. ケーススタディ一覧
溝深さ均一 5 (mm)Case 1
溝深さ均一 4 (mm)Case 2
L/D=0

L/D=10L/D=1

溝深さ均一 5 (mm)

溝深さ圧縮 5～4 (mm)Case 3固体ソリッドフィード領域内圧力解析結果
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3Case

溝深さ(mm)

溶融開始点(L/D)

最大圧力(MPa)1均一 55.422.319

2均一 4

8.33

0.030

3均一 5(L/D:1~5)
圧縮 5~4(L/D:5~10)

6.33

1.094

共通解析条件
L/D:10,60 rpm,
5 cc/s,fs=0.25
fb=0.3.

Pressure (MPa)

Log10(Pressure) (MPa)Screw length (L/D)

Screw length (L/D)

固体ソリッドフィード領域内圧力のスクリュ長依存性

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4② 各種輸送方程式に対するSUPG/FEM 陰解法
解法選択
Explicit：FVM風上差分陽解法
Implicit：SUPG/FEM陰解法＊）
Implicit選択の場合、非定常：Unsteadyと定常：Steadyの選択が可能＊）TSS(ver.6.0.0)改良成果資料参照

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved5表．解析法の比較
計算サイクル数/計算種別

計算時間

新規陰解法

定常解析（計算回数1)

1 sec未満

既往陽解法

非定常解析
(Time increment:0.01 sec,Calculation number:10000)

38 secStrain (-)

解析法

Screw length (mm)
ひずみ解析結果の比較

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6SUPG FEM
ひずみ解析結果

Strain (-)

Standard FEM
ひずみ解析結果

Screw length (mm)SUPG FEMの数値振動抑制効果
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③ スクリュ/バレル 熱連成解析
バレル温度状態支配方程式
定常3D熱伝導方程式：

 b Tb  0
 b : バレル熱伝導率
Tb : バレル温度

境界条件：Tb  Theater
S：ヒータ設定温度

TS  hmb (Tb  Tm ) ：バレル内径面（溶融樹脂接触面）
hTb : バレル温度
Tm : 樹脂温度

バレル内径面上エネルギー収支式：

S

TS
T m m  0hhCopyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved

8Start

初期バレル温度分布の計算（バレル内径側断熱）

溶融樹脂温度分布の計算（バレル内径側のバレル温度を熱伝達境界条件に反映）

バレル温度分布の計算（バレル内径側の溶融樹脂温度を熱伝達境界条件に反映）

従来の溶融樹脂流動解析
N収束YEnd熱連成解析計算フロー
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9バレル熱解析モデル作成

1) Templateを利用し、2.5Dスクリュ解析モデルを生成

バレル熱解析用メッシュ生成ボタン

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102) バレル熱解析用メッシュ生成ボタンを押して表示されるフォーム内でバレル熱解析モデルの肉厚と層分割数を指定
3) メッシュ生成ボタンを押すことにより、バレル熱解析用モデル（Wedge:三角柱ソリッド要素）を生成

肉厚
層分割数
メッシュ生成ボタン

メッシュ生成時、バレル熱解析用モデルは、スクリュ解析モデル名＋拡張子moldの名称で作業フォルダー内に保存されます。

バレル熱解析用メッシュ生成フォーム

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11温度境界条件の設定
4) メッシュファイルインポートをプルダウン選択、ファイルフィルタをmoldに切り替え、バレル金型解析モデルをインポート

Thermal boundary
condition set プルダウンメニュ

5) 新規実装されたThermal boundary
condition set プルダウンメニュを選択し、表示されるフォームでヒータ設定位置や流入口の節点をボックスピック選択し温度条件を設定

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12スクリュ/バレル熱連成解析の実行
6) 新規実装されたバレル熱連成解析チェックボックスをチェックし、熱連成解析条件設定
ボタンを押して表示されるフォーム内でバレル熱解析用メッシュ、熱伝導率及び熱伝達係数等の情報を設定。実行ボタンを押すことで熱連成解析を開始。

バレル熱解析設定条件フォーム
バレル熱連成解析チェックボックスと熱連成解析条件設定ボタン
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13スクリュ/バレル熱連成解析のポスト処理

内容12:層温度を選択し、層番号を肉厚分割数＋1に設定して、バレル面樹脂温度をコンター出力

連成熱解析収束状況の経過情報出力

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スクリュ内溶融樹脂温度分布14

ファイルフィルタをSSS barrel thermal
result (*.mldrst)に切り替え、バレル熱解析結果をインポート

バレル温度分布Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved

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