Single Screw Simulator (Ver.13.0.0)
改良成果資料

2024/03/29
株式会社HASL
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○改良成果一覧/ Single Screw Simulator (Ver.13.0.0)(1) 肉厚断面の新規可視化機能 (.crossconts, .crossvects)

p. 2(2) 滞留時間の新規解析機能
1. 肉厚層毎の定常移流解析
2. 出口滞留時間分布の新規解析/ RTD Calculator

p.10
p.16

(3) 高濃度揮発成分の脱揮解析機能

p.27(4) 高分子の機械的切断モデルに基づく分子量解析機能/ MWD (Molecular Weight Distribution) Calculator

p.45
p.54

(5) 温度解析機能の改良（有限体積法）

p.62(6) ユーザプログラム解析機能の拡張 (移流拡散方程式)/ サンプルプログラム内容説明

p.66
p.75

(7) 連続ジョブ実行機能（ジョブ管理）p.88

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1(1)肉厚断面の新規可視化機能
本機能では, 従来はグラフ図でのみ抽出が可能であった肉厚方向の解析結果
を簡便に可視化するため, 新たに肉厚断面の可視化方法を追加しました.
従来の結果表示 (.scrrst, .exprst)
コンター図: 肉厚方向の平均値
A

新規の結果表示 (.crossconts, .crossvects)
軸方向断面(A-A’) 周方向流速分布

流速分布

B

A’
B’

グラフ図: 選択した位置の肉厚方向分布
軸方向垂直断面(B-B’)
周方向流速

フライト部
0.1mm

周方向流速分布軸方向流速分布

チャネル部
3.0mm

任意の肉厚断面方向の解析結果を可視化可能.
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利用手順(Ver.13.0.0)(1): 従来通りの方法でスクリュ形状を定義し, 3Dモデル(確認用)の状態でメッシュ生成すると,解析後のポスト処理で利用できる, 可視化用3Dメッシュ(.scrmsh3d)が保存されます.

(2): (1)で作成したモデルを, 2.5Dモデル(解析用)の状態でメッシュ生成し, 解析用メッシュ
ファイル(.scrbas および .scrmsh)を保存します.
File/Mesh file export(3): (2)で保存した2.5Dメッシュを用いて, 従来通りの方法で, 解析プログラム実行タブで解析条件を設定し, 保存ボタンをクリックして解析条件を保存後, 実行ボタンをクリックして解析実行します.
(参考) 手動で肉厚を変更したスクリュメッシュの場合, 変更情報を維持するために,“リメッシュ時に元の肉厚変更情報を維持” にチェックしてからメッシュ生成ボタンをクリックしてください.
（詳細は, Ver.12.0.0改良成果資料のp.78を参照ください）

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3

利用手順
(4): 解析終了後, ファイル/解析結果ファイルインポートをクリックして結果ファイルを選択する際に,Ver.13.0.0では, .crossvects と, .crossconts の2種類の拡張子の解析結果ファイルが選択できます.

従来通り
新規解析結果ファイル○ .crossvects: スライスベクトル表示

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved○ .crossconts: スライスコンター図

4

利用手順
○ .crossvects: スライスベクトル表示

xy断面例

0.01～0.05程度(スクリュ軸垂直断面)（用途）肉厚方向断面の流速ベクトル可視化

赤ライン：
バレル相対回転速度と同方向青ライン：
バレル相対回転速度と逆方向断面位置の選択移動
断面位置の調整

断面流路内で循環流れを形成している状態

thick-z断面例(肉厚-スクリュ軸方向
断面)0.01～0.05程度

ベクトル成分の長さ調整

z
断面方向
の選択

逆流方向の流れスライスベクトル描画
アニメーション再生（自動送り）
可視化用3Dメッシュ(.scrmsh3d)のインポート
可視化用3Dメッシュの表示ON/OFF

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5

順(押出)方向の流れ

利用手順○ .crossconts: スライスコンター表示（用途）肉厚方向断面の各種物理量可視化(*)アニメーション動画作成用の画像ファイル出力方法

描画項目の選択- (A) をチェックした状態で, Startボタンをクリックすると,アニメーション再生時に, (B)に指定したフォルダ名に
断面数分の静止画(.bmp) が自動保存されます.
(A)

(B)
(C)

断面位置の選択移動

断面数が300の場合,(C) が1のときは300枚,
2のときは300/2=150枚の画像ファイル(.bmp)が保存されます.

断面位置のコマ送り移動
可視化用3Dメッシュの透明度変更(1.0不透明, 0.0透明)

断面方向

カラーバーの最大最小値設定(Fix)
スライスベクトル描画（任意断面）
アニメーション再生（自動送り）
可視化用3Dメッシュのインポート
可視化用3Dメッシュの表示 ON/OFF
メッシュラインの表示ON/OFF
アニメーション動画作成用のファイル出力(*)
断面ビューの整列（参考）キーボードのCtrl+Altでスクリュ位置の初期化

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved6- 保存した画像ファイル群から, 動画作成アプリ（Microsoft Clipchamp, フォトレガシなど）を利用して,動画ファイル(.mp4など) を作成することが可能です.

スライスコンター図の表示例(.crosscont)○ 軸方向流速(cm/s)
Straight

赤: 順方向流れ, 青:逆流流れ

Maddock

Pin Mixingz*メッシュファイルおよび解析結果は,
Ver.12.0.0改良成果
資料 p.62の事例を使用しました.

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved7スライスコンター図の表示例
Φ38.1スクリュ
4.5cm3/s (12.5kg/h) ○コンター図解析結果／圧力分布(MPa)60rpm
HDPE_B3.pro(Materialfit DB)
バレル温度 180℃,
温度規定(Tfix)

z

A

出口圧力
27.3 MPaA’○コンター図解析結果／ソリッドベッド分布(-)○ 圧力分布(MPa)A-A’断面, 最大圧力位置○ ソリッドベッド分布
Thick_z 断面
ブロック1以降○ 流速分布(cm/s)
xy断面

Pushing side (押側)スクリュフライト押側は引側と比較して相対的に圧力が高くなる.

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8

Thick_z 断面

ピンミキシング部通過断面グラフプロットの利用方法○温度分布(℃)(H)テキストファイルを利用したグラフ作成例

0.1
0.0
0.0

(A)抽出したい断面を表示後にクリック

断面方向
の決定

3.0

(D)任意の1点をクリックすると肉厚方向にラインが自動抽出される.

○せん断速度分布(1/s)
0.1
0.0

(B)

0.0
3.0

○溶融粘度分布(Pa・s)(C)(F)描画例

0.1
グラフ描画

0.0

(E)描画内容を選択

0.0

(F)
(G)
テキストファイル出力
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3.0

9(2) 滞留時間の新規解析機能(新機能1) 肉厚層毎の定常移流解析
スクリュチャネル内の局所的な循環流れの影響が滞留時間に及ぼす影響を考慮するため, 単軸スクリュ内の流動状態に対して提案されている滞留時間方法を採用し（参考文献1, 2）, 肉厚層毎に滞留時間を解析する機能を開発しました.

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved10軸方向垂直断面の循環流れにおける軌跡情報の計算
ニュートン流体近似の下に, 下図に示したバレルの相対回転速度と同方向の流動領域( y>2H/3）と, 逆流領域( y<2H/3)に存在するトレーサ粒子の時間存在確率を計算し，その重みで軸方向の流速成分を補正します．
W
Barrel surface

yp
y

H

2
H
3

ym

x

Screw surfaceymH v dy +  v dy = 0
x

0

yp

x

+
3

2

=0

3

 y p   y p   ym   y m   −  =   − H H H  H 
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11

2

2
 3 H ≤ y p ≤ H0≤ y ≤ 2H
m

3

y y

vx = Vbx  3 − 2 H H循環流れの影響を反映した流速分布と滞留時間
トレーサ粒子の時間存在確率から補正される軸方向のポアズイユ流速分布は，
ξ=y/H=1/2 に対して対称な分布（グラフ青）から，下図に示す様に, ξ=y/H>2/3の領域が相対的に速い分布（グラフ赤）に補正されます．結果として，スクリュ表面側の滞留時間は，バレル側と比較して長く評価されます．

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12肉厚方向 l 層の滞留時間に対する定常輸送方程式vɶl i∇ tres l = 1vɶl : l層の流速ベクトル（循環流れ考慮）

l = 1～N

tres l : l層の滞留時間(sec)(N:ユーザ指定肉厚層数)○計算手順(1) 熱流動解析終了後, 循環流れによる影響を, 以下の式を用いて流速分布に反映させる．

vl (0) = vɶl (0) = 0,vl (1) = vɶl (1) = 0,

X + 1 + ξ − 2ξ 2
M f (ξ ) =,X + 3 X ξ + 1 + 4ξ − 3ξ 2 (1 − ξ )vɶl (ξ ) = M f (ξ ) vl (ξ ) for 0 <ξ < 1.

X = 1 + 2ξ − 3ξ 2

循環流れ考慮 混合係数
流速分布

(

)

循環流れ未考慮
流速分布(2) Analysisタブでユーザが指定する肉厚層数 N 毎に滞留時間 tres l を計算する．
(3) 平均滞留時間 tres avg は, 各層で得られた tres l を, 層流量で重み付けして算出する.
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13

利用手順
解析プログラム実行タブ内の, (A) 滞留時間計算を実行にチェックして, 解析方法として (B) FVM（有限体積法）のラジオボタンを選択すると, 熱流動解析後に肉厚層毎の滞留時間計算が実施さ
れます.
(A)

肉厚方向の層分割数は,
熱流動計算パラメータ内の層分割数で設定します.
（デフォルト: 10分割）(B)
VOFを選択した場合は, 従来通りの滞留時間計算が実施されます.

テスト解析例 （サンプルファイル: ver13test¥testsamplekukei_rtdfvm.ncal)
Φ38.1スクリュ
4.5cm3/s (12.5kg/h)
60rpm
HDPE_B3.pro(Materialfit DB)

Flow direction

圧力分布等の解析結果はp.8を参照ください.

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14テスト解析結果
○肉厚層毎の滞留時間分布 tresl[sec] (.crossconts)

thick-z断面AA’

出口ピンミキシング部拡大図

xy断面（スクリュ出口A-A’）（参考）.suminf 平均滞留時間0 mm
3.0 mm

肉厚層毎の滞留時間分布は，流路中央と壁面近傍で大きな差異が生じますが（スクリュ面近傍が有意に遅くなる）,
各層を通過する流量で重み付けした平均値 tres avg は, 流路体積を, 押出流量で除して算出される, .suminf の
平均滞留時間と概ね一致する傾向を示します.
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15

～

～

～

○滞留時間分布の層流重み付け平均値 tres avg [sec] (.scrrst)

(2) 滞留時間の新規解析機能(新機能2) 出口滞留時間分布の新規解析 (ADM & CSTR)
スクリュ出口の滞留時間分布(RTD)を, トレーサ（粒子追跡）法で実測する際に影響を与える,
トレーサ粒子自身の分散を考慮するため, Taylor-Arisの分散理論（参考文献1,2）に基づき,
Axial Dispersion Model (ADM) を採用しました. 加えて, スクリュ内の流動状態を反映させるため,
Continuous Stirred Tank Reactor with back flow (CSTR, 参考文献3) モデルと併用させることで,新規のRTD予測モデルを開発し, 別ソフトとして実装しました.

SSS解析で得られた流動情報を用いて,スクリュ出口のRTDを解析する機能を,別ソフト: RTDcalculator としてご提供します.
RTDcalculatorは, Matarialfitと同様に,SSSと独立して運用します.
(SSSの解析結果ファイルを利用）

参考文献
1) Taylor, G. I. : Dispersion of soluble matter in solvent flowing slowly through a tube, Proc. Roy. Soc. A., 219, 186-203 (1953)
2) Aris, R. : On the dispersion of a solute matter in a fluid flowing through a tube, Proc. Roy. Soc. A., 235, 67-77 (1956)
3) Puaux, J. P., Bozga, G. and Ainser, A. :Residence time distribution in a corotating twin screw extruder,Chem. Eng. Sci., 55, 1641-1651 (2000)
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16軸方向分散モデル(ADM : Axial Dispersion Model )
下図で示す円管内の流れにおいて, 径(r)方向の拡散が速やかに促進されると仮定すると，トレーサの垂直断面内の平均濃度 C は，1次元の移流拡散方程式を解析することで求めることができます.

∂C
∂C
∂2 C
+vi
= DDispersion 2 ,
(1)
∂t
∂z
∂z
(vR) 2(2)
DDispersion = DDiffusion +48 DDiffusion

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C:

トレーサの平均濃度[mol/m3]v:

軸(z)方向平均流速 [m/s]円管の半径 [m]Ddiffusion : 分子拡散係数(Molecular Diffusion Coefficient) [m2/s]
R:

DDispersion : 軸方向分散係数(Axial Dispersion Coefficient) [m2/s]

17逆流成分を考慮したCSTRモデル CSTR : Continuous Stirred Tank Reactor with back (reverse) flow(1)式の移流拡散方程式の離散化において, 下図に示すCSTRモデルの考え方を採用しました．
SSSの単軸スクリュモデルでは, Q が押出流量, 槽1～Nがスクリュ(z)軸方向の分割数に相当します.

z方向

Q = QFi + QRi for i = 1 ~ N − 1

Q: 押出流量 [cm3/s]

QFi : i 番目の槽(要素群)の順方向流量[cm3/s]
QRi : i 番目の槽(要素群)の逆方向流量[cm3/s]

SSSの単軸スクリュモデル（2.5D）
Q
～
～

z方向

1・・・・・・・・・・・・・・・・ i ・・・・・・・・

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18・・・・・・・・N

ADM およびCSTRモデルに基づく出口滞留時間分布(RTD)(2)式のADM分散係数と, 流動状態によって決定されるスクリュ内濃度分布 C ( z , t ) を用いて,スクリュ出口の滞留時間分布(RTD)を, (3)式により算出します.

RDT (t ) ≡C ( L, t )∞ C ( L, t )dt

L : スクリュ出口位置 [m](3)t : 観測時間 [s]0（参考） ADMでは，以下に示す様に高ぺクレ数条件下において漸近解を求めることができます．
この漸近解と実測値をフィッティングすることで，滞留時間分布や平均滞留時間, 分散などの統計情報が近似的に求められます．


t  
 Pe 1 −  tm  
tm Pe

exp  − 

t
πt
4


tm




2

C ( L, t )1=
RDT (t ) ≡ ∞C ( L, t )dt 2tm



0

Pe =

vL
DDispersion: Peclet number

L: Model lengthtm: Mean residence time
(no-diffusion, non-dispersion)

2
tmADM =  1 +  tm : Mean residence time of ADM
 Pe 
28 + 2  tm2 : Variance of RTD
 Pe Pe σ2 =

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利用手順
(1) 従来通りの方法で熱流動解析を実施すると, 解析終了後に, RTDcalculatorで使用する流動情報が記載された, “ 解析結果ファイル名.bfcinf ” が自動出力されます.
(2) SingleScrewSimulatorVer13.0.0¥RTDcalculator フォルダ内に存在する,
RTDcalculator.exe を起動します.

デスクトップにショートカットを作成した場合RTDcalculator 起動画面
(Residence Time Distribution Calculator Ver.1.0.0)

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利用手順
(3) RTDcalculator のメニューバーから, Tool/RTD Calculation をクリックすると,新規フォームが出現し, “BFC information import” タブが選択されます.

BFC information import タブ画面

Import ボタン(4) BFC information import タブ画面の右下のImportボタンをクリックして,対象の解析結果ファイル名.bfcinf を選択します.

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利用手順
(5) .bfcinf を読込むと, 中央のグラフには, 横軸をスクリュ(z)軸長[mm], 縦軸を押出流量[cm3/s]とする, スクリュ軸方向の流動結果が表示されます.

4.5 cm3/s(1)順方向流量(2)逆方向流量

ブロック1以降の流速分布(cm3/s)

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押出流量(=(1)+(2))（各z軸断面において押出流量が一定となっており, 質量保存則が正確に満たされている）
本解析結果では, (2)逆方向流量が少なく
押出流量≒ (1)順方向流量となっているが,ピンミキシング部ではフルフライト部に比べて逆方向流量が増加する傾向を示しました.

解析結果例として,p.14のテスト解析結果
を使用しました.

利用手順(6) .bfcinf の読込内容に問題がないことを確認後, “ADM simulation” タブをクリックし,ADM simulation タブ画面に移動します.
ADM simulation タブ画面

.bfcinf から抽出された情報- Flow rate: 押出流量 [cm3]- Model volume: 流路体積 [cm3]- Average residence time:⇒平均滞留時間 [s]（充満率を考慮した流路体積
÷押出流量）- Simulation time:⇒RTDの最大時間目安 [s]= 平均滞留時間×3.0

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利用手順
(7) ADM simulation タブ画面の右下の計算条件を設定後, Computeボタンをクリックすると,RTD解析が実施されます. 解析終了後（解析時間: 数分程度）, 中央のグラフ図に結果が表示されます.

解析実行- Δt: 解析時間刻み[s]- Calculation cycle: 計算サイクル数[回]- Output interval: デフォルトの100の場合, Calculation cycle÷100回毎に, 計算過程の出力情報が更新される.
- Axial Dispersion Coefficient (ADC) : 軸方向分散係数 DDispersion - (2)式 (p.18)- PFR threshold: CSTRモデル計算の閾値. デフォルトの0.4の場合, 充満率が0.4未満のスクリュ位置では逆流成分を考慮しない.

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利用手順
(8) グラフ図（横軸: 時間[s], 縦軸: RTD [1/s]）において, 黒実線がRTD解析結果,
赤実線がRTD分布から得られる平均滞留時間 tres になります(*).
必要に応じて, SaveボタンをクリックしてRTD解析結果をテキストファイルに保存します.

(*) tres とRTDには以下の関係があります.

tres = 

RTDの最頻値

tmax

tmin

t×RTD(t )dt

したがって, RTDの最頻値は, RTDが長時間側に裾を引く分布ほど, tres
よりも短時間側になります.

tmin

tmax

tres

テキストファイル出力

RTDの分散Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved25

Axial Dispersion Coefficient (ADC) がRTD解析結果に及ぼす影響
下図には, 分散係数ADC: DDispersion を変更して解析した結果を示します.
トレーサ粒子自身の分散を考慮していない ADC=0 と比較して, ADC=10, ADC=100では,ADCが大きいほど, RTC解析結果の分布が広がる傾向を示します.
したがって, 実測結果と比較して適切なADCを設定することが重要と考えます.

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(3) 高濃度揮発成分の脱揮解析機能
本機能では, 既往の脱揮解析では考慮できなかった, 揮発成分が高濃度の場合に,脱揮による揮発成分の流量減少が, 押出流量, 充満率, 流体粘度などに与える影響を考慮した解析が可能になりました.
○ 脱揮成分濃度 (g/cm3)
Flow direction○ 充満率分布 (-)

赤色: 樹脂充満領域, 青色: 樹脂未充満領域

Flow direction

左図: 充満率のスクリュ長依存性（既往解析結果との比較）

参考文献: “高分子希薄溶液における脱揮押出の基礎検討”, 千葉高充 他, E-214, プラスチック成形加工学会秋季大会(2023)
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新機能では, 既往Ver. で実装した脱揮解析モデル（Latinenモデル, 下図）を拡張し,高分子（溶質）が溶媒（揮発成分）に溶解した高分子希薄溶液から, スクリュ内で溶媒が揮発する状態を定式化しました. 次ページ以降で詳細を説明します.
Latinen モデルを用いた表面更新型脱揮(Surface renewal devolatilization)の基本式

dCs
2k ( Db Dm NS )1/2=−
ρ ( Cs − Cseq )dz
QCs : 揮発成分濃度[kg/m3]
Cseq : 揮発成分濃度平衡値[kg/m3]
Q:

溶融樹脂押出量[kg/s]

k : モデルパラメータ[-]
Db : バレル直径 [m]Dm : 揮発成分拡散係数[m2/s]
N:S:

スクリュ回転数[1/s]ρ:

溶融樹脂密度[kg/m3]

暴露表面境界長[m]参考文献: “Experimental and Numerical Simulation Study of Devolatilization in a Self-Wiping Corotating Parallel Twin-Screw
Extruder”, M. Ohara, Y. Sasai, S. Umemoto, Y. Obata, T. Sugiyama, S. Tanifuji, S.Kihara, K. Taki, Polymers. 12, 11, 2728 (2020)
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Latinen モデルの高分子溶液への拡張式（新機能）dCs
2k ( Db Dm NS )1/2=−
ρ mix ( Cs − Cseq )
dz
Qw

(1)

高分子溶液（溶質+溶媒）の密度 ρ mix を, 以下で定義される高分子(溶質)と揮発成分(溶媒)の平均密度として評価します.

Cs :揮発成分（溶媒）の濃度[kg/m3]

Cseq : 揮発成分（溶媒）の濃度平衡値[kg/m3]

ρ mix = ρ sφs + ρ pφ p(2)

φs + φ p = 1(3)

Qw = Qsw + Q pw = ρ sVɺs + ρ pVɺp

(4)

φs :
φp :

Cs = ρ sφs , C p = ρ pφ p

(5)

Qw : 高分子溶液の押出量[kg/s]VɺpVɺs
φs = ɺ ɺ , φ p = ɺ ɺVs + V p
Vs + V p

ρ mix : 高分子溶液の平均密度[kg/m3]
ρ s : 揮発成分（溶媒）の密度[kg/m3]
ρ p : 高分子（溶質）の密度[kg/m3]
高分子（溶質）の体積分率[-]

Qsw : 揮発成分（溶媒）の押出量[kg/s]
Q pw : 高分子（溶質）の押出量[kg/s]

(6)

Vɺs :
Vɺ :
p

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揮発成分（溶媒）の体積分率[-]29

揮発成分の体積流量[m3/s]高分子の体積流量[m3/s]

脱揮に伴なう揮発成分の濃度および流量変化を以下で定義します.
揮発VɺD

揮発成分濃度の変化

流入（上流）

流出（下流）

Vɺin , Cs ,inVɺout , Cs ,out

Cs ,in = ρ sVɺs ,in(11)Vɺs ,in + VɺpVɺs ,in − VɺD
Cs ,out = ρ sVɺ − Vɺ + Vɺ
s ,in

D

(12)

p

Vɺin = Vɺs ,in + Vɺp ,in(7)

Vɺout = Vɺs ,out + Vɺp ,out

(8)Vɺs ,in = Vɺs ,out + VɺD(9)

Q pw ɺ
ɺɺV p ,in = V p ,out == Vp(10) 高分子溶融体の体積流量/押出量は変化なし

ρpCopyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved

脱揮に伴う揮発成分の体積流量変化: VɺD30

(11)式, (12)式より, 揮発成分の揮発（減少分）体積流量 VɺD は(13)式で表現されます.

VɺD =ρ sVɺp ( Cs ,in − Cs ,out )( ρ − C )( ρ − C )
s

s ,in

s

(13)

s ,outLatinenモデルで評価される揮発成分濃度Csと揮発体積（全体的な体積流量の減少分）を表現
する関係式

ここで, 充満領域では，暴露表面境界長 S=0 のため，(1)式より Cs,in=Cs,out が成立し，(13)式より 揮発成分の体積流量の減少分 VɺD = 0 となります.
一方, 非充満領域では，S>0のため， (1)式より Cs,in>Cs,out が成立し，(13)より
VɺD > 0 となります. このとき, (9)式より Vɺs ,in > Vɺs ,out となるため, 高分子溶液中の揮発成分（溶媒）は減少します. 溶媒の減少は, (6)式を通じて, 高分子及び溶媒の体積分率にも影響を及ぼします.

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved31揮発成分の脱揮に伴なう溶融体の粘度変化を, 以下の式で定義します.
*αη=η0 c p aT*β

1 + C1 (c p aT γɺ )

η
η0

:
:

C1 , C2 , α , β :c p* = φ p :

*

C2

(14)

高分子（溶質）の体積分率 c p の増加に伴なう増粘を表現する関係式（参考）Cross model (Materialfit)

粘度 [Pa・s]
ゼロせん断粘度 [Pa・s]η=

モデルパラメータ[-]
高分子の体積分率[-] ∆E  1 1  
aT = exp  −   : 温度シフトファクター [-] R  T Tr  ∆E: 活性化エネルギー[J/mol], モデルパラメータ
R
Tr

:
:

γɺ

Tb


a
η
=
exp
,
0
 T + 273.15 (1− n )

 η0γɺ 
1+  * 
τ 

η0

:
:

せん断速度 [1/s]気体定数[J/(mol・K)]a, τ * ,Tb :モデルパラメータ[-]

基準温度[K], モデルパラメータn

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T

32

:

温度 [K]

指数 [-]

揮発成分の蒸発潜熱を考慮したエネルギー方程式を以下の式で定義します.

VɺD
DT Sh
2
( ρsC psφs + ρ pC ppφ p ) Dt = V (Tb − T ) + ηγɺ − ρs V ∆H
ρs :
ρp :

揮発成分（溶媒）密度[kg/m3]

C ps :

高分子（溶質）密度[kg/m3]
揮発成分比熱[J/kg/K]

C pp :

高分子比熱[J/kg/K]

φs :
φp :

揮発成分体積分率[-]

T:
Tb :

温度[K]
バレル温度[K]

S:
V:
Vɺ :

温度計算用試験体積のバレル接触面積[m2]D

揮発成分の体積 [m3]h:熱伝達係数[W/m2/K]

η:
γɺ :

粘度[Pa・ｓ]∆H :高分子体積分率[-]

温度計算用試験体積 [m3]ひずみ速度[1/s]
蒸発潜熱[J/kg]

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33

(15)

脱揮成分（溶媒）平衡濃度

Cseq =
φseq =

ρs
1000

φseq

を, 以下の式で定義します.

(16)

P0
1
Ps exp(1 + χ )

(17)

Cseq

: 脱揮成分（溶媒）平衡濃度[g/cm3]

φseq: 溶媒平衡体積分率[-]Ps: 溶媒の蒸気圧[Pa]P0: 未充満領域の圧力[Pa]χ = C1 +B

A−
101325Ps =×10 (T +C )760

C1 , C2(18)*

T
A, B, C

（大気圧の場合は101,325 Pa）

C2: 相互作用パラメータ[-]T: χ を決定するモデルパラメータ: 温度[K]: アントワン式のモデルパラメータ

Cseq lim = C3 : Cseq の上限値[g/cm3](18)* アントワン式(Antoine equation): log10 P = A −B(T + C )から算出される, 蒸気圧 P の単位 mmHg を Pa に換算.

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34

C3: Cseq lim を決定するパラメータ以上の定式化を用いて, 熱流動場との連成解析を行います.
○高濃度揮発成分の脱揮解析／計算手順
初期条件設定非ニュートン熱流動反復計算ループ

熱流動場の計算
流速，ひずみ速度の計算(14) 式

粘度の計算
節点流量の計算
温度の計算(1D FDM)

(15) 式

充満率の計算脱揮解析（高濃度揮発成分）
減少流量の計算, 体積分率更新

n

収束?

(1) 式
(13) 式, (2)式, (4)式, (6)式, (9)式

y

解析結果の出力

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35

利用手順 Surface Renewal Model パラメータボタンをクリックし, 熱流動連成をチェック状態にすると, 新規脱揮解析の入力フォームに切替ります.
未充満解析を選択すると出現.

既往脱揮解析の入力フォーム

新規脱揮解析の入力フォーム（参考）既往脱揮解析について,
脱揮開始位置の指定ができるようになりました.

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved36入力情報の説明1

新規脱揮解析の入力フォーム
流入口に設定する高分子体積分率（例, 本項に0.15を入力し, 解析プログラム実行タブ
で10.0 cm3/s を指定 した場合,
10.0×0.15=1.5 cm3/s が高分子の押出量になります. ）粘度式(14)内の, α , β, ΔE

η=

溶媒平衡濃度のモデルパラメータ (p.34)

Cseq =

ρs
1000

P
1
,
Ps exp(1 + χ )φseq , φseq = 0

χ = C1 +C2T

Cseq lim = C3

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η0 c p*α aT
1 + C1 (c p*β aT γɺ )C2

入力情報の説明2
揮発成分（溶媒）密度 ρ s
揮発成分（溶媒）比熱 C ps
式(18)内のモデルパラメータ A, B, C
（アントワン係数）式(15) 内の蒸発潜熱 ΔH

未充満領域の圧力 P0 (p.34)

φseq =
式(1) 内の k （モデルパラメータ）

P0
1
Ps exp(1 + χ )式(1) 内揮発成分（溶媒）拡散係数- 定数の場合は, “定数” をチェックする.

- 関数（温度依存性, 脱揮成分濃度依存性）の場合は,“関数”をチェックして, 下記フォーム内に入力する.

α : モデルパラメータ
β : モデルパラメータ
Tr : 基準温度
Dr : 基準温度における拡散係数
φ : 揮発成分濃度φm : 揮発成分濃度最大（初期）値

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved38入力情報の説明3／粘度式(14)の定義方法
粘度式(14)の各パラメータは, 解析実行プログラムタブの物性データ設定フォームから,Crossモデルの入力欄を利用して入力します. 具体例を下図に示します.
(2) Crossモデルを選択
C2
η0
C1
Tr

(1) 設定フォーム呼出し(3) 下の変換表に基づいてパラメータを設定する.
脱揮解析用粘度パラメータ

Cross入力項目
Index n→C2Model coeff. B→

η0

Coeff. τ*→

C1

Temp. Coeff. Tb →Tr

高分子の密度, 比熱, 熱伝導率を設定する.

*αη=

α , β, ΔE は, 脱揮解析入力フォーム(p.37) で設定する.

η0 c p aT
1 + C1 (c p*β aT γɺ )C2

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(14)

39

テスト解析例

（サンプルファイル: ver13test¥srmcouple100rpm.ncal)

・スクリュモデル: バレル径38.1mm, スクリュ長 1143mm
Flow direction【モデル肉厚分布】・解析方法: 未充満解析, 脱揮解析/熱流動連成
・成形条件： 押出量/ 高分子溶液 7.0 cm3/s,（高分子 5.95 cm3/s,
溶媒(水) 1.05 cm3/s）
出口圧力/ 0.1 MPa
スクリュ回転数/ (A) 85rpm, (B)100rpm
・バレル温度: 150℃ Max.

他のパラメータはデフォルトの設定値を使用しました.

・樹脂データ ：粘度式(14)を利用 (下図), sample.pro
c p* = 0.45
c p* = 0.30
c p* = 0.15

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved(左図) 粘度の高分子体積分率(Cp*)
依存性@150℃

40解析結果○スクリュ内充満率分布 (.suminf)

0.0: 未充満(A) 85rpm (Q/N=0.3)
Flow direction(B) 100rpm (Q/N=0.25)
Flow direction

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41

1.0: 完全充満解析結果／押出流量の収束性(1) 非ニュートン反復計算回数 vs. 押出流量(cm3/s) (.calinfsss)
高分子溶液の残存流量: 5.71 cm3/s（揮発流出流量: 1.29 cm3/s)
高分子溶液の残存流量: 5.15 cm3/s（揮発流出流量: 1.85 cm3/s)(2) 押出量(kg/h)のスクリュ長依存性 (.srmcalcouple)(A) 85rpm

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved(B) 100rpm

42解析結果／濃度分布 [g/cm3]
・コンター図○溶媒成分濃度(A) 85rpm(B) 100rpm○高分子成分濃度(A) 85rpm
14: 脱揮成分（溶媒）濃度
15: 高分子成分濃度(B) 100rpm

・グラフ図 (.srminf)

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43

解析結果
○温度分布[℃] (.suminf)

潜熱考慮:
(15)式

○脱揮成分（溶媒）平衡濃度[g/cm3] (.srminf)

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved○高分子溶液の粘度[Pa・s] (.suminf)44

(4)高分子の機械的切断モデルに基づく分子量解析機能
本章では, スクリュ内での分子量低下に関する2つの新機能について説明します.
【機能1】 高分子（ポリマー）が流路内でせん断応力を受けて, 機械的に分子鎖が切断される場合の,分子量低下傾向（参考文献1,2）を, 単軸スクリュ内の履歴積分を用いて予測する解析機能(p.46-53).
【機能2】 ランダム分解のときの重量平均分子量 Mw と 数平均分子量 Mn の変化を予測する理論式（参考文献3）を用いて, シュルツ-ジム型の分子量分布を予測する解析機能(p.54-).
⇒ 別ソフトとしてご提供(*)(*)SSS解析で得られる Mw を用いて,分子量分布を予測する機能を,
MWDcalculator としてご提供します.
(Molecular Weight Distribution Calculator)
MWDcalculatorは, Matarialfitと同様に,SSSと独立して運用します.

参考文献
1) “希薄溶液中でのポリマーの機械的切断”, 元永武 他, 高分子化学, 第27巻, 第305号 (1970)
2) “Mechanical Properties of Polymeric Materials”, A.Tobolsky, H. Eyring, J. Polym. Sci, 46, 321(1974)
3) “Criteria for random degradation of linear polymers”, K. W. Scott, J. Polym. Sci, 46, 321(1974)
Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved45高分子の機械的切断による, 重量平均分子量の分解モデルを以下で定義します.

dM w= −k ( M w − M w∞ )
dt

(1)

Mw

: 重量平均分子量[kg/mol]

M w∞: 臨界分子量[kg/mol]k: 分解速度係数[1/s](1)式の分解速度係数 k を, Eyring-Tobolsky理論（参考文献2）に基づき以下で定義します.

 ∆F − λ∆E k = k0 exp  −

RT


m t
2
ɺ
∆E =
η
τ
γ
τ
dτ
(
)
(
)

0
ρ wp

k0 :分解速度係数定数[1/s]∆F : 結合エネルギー[J/mol](2)∆E : 機械的エネルギー（粘性散逸） [J/mol](3)

λ: モデルパラメータ[-]R: 気体定数[J/(mol・K)]

T : 温度[K]m : 平均モノマーユニット分子量[g/mol]

スクリュ内で高分子が受ける
せん断エネルギーの時間履歴積分（単位モノマーユニット当たり）ρ: 高分子の密度[g/cm3]

wp : 高分子の重量分率[-]

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46

η
γɺ

: 粘度[Pa・s]t: 反応時間[s]: せん断速度[1/s](1)式の臨界分子量 M w∞ は, 流路内で受けるせん断応力の依存性を考慮して, 以下で定義します.

M w∞ = −ατ + β
τ = ηγɺ(4)

τ: せん断応力[Pa]α: モデルパラメータ[kg/mol/Pa]
β :モデルパラメータ[kg/mol]（参考）分子量低下のせん断応力依存性
参考文献(1)のFig.3

毛管内でポリマーが受けるせん断応力が大きいほど, 分子量の減少率が大きく,
臨界分子量が低下する傾向を示した.

τ: せん断応力
Polymer: ポリα-メチルスチレン
Reaction time: 毛管内のポリマー滞在時間

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47以上の定式化を用いて, スクリュ内でのせん断エネルギー履歴積算値(*)
および, 重量平均分子量 Mw を算出します.
【機能1】分子量解析の計算手順
初期条件設定非ニュートン熱流動反復計算ループ

熱流動場の計算
流速，ひずみ速度の計算

分子量低下の影響を考慮

粘度の計算
節点流量の計算
温度の計算(1D FDM)
充満率の計算せん断エネルギー履歴積算値
および分解速度の計算(2), (3) 式

重量平均分子量 Mw の計算(1), (4)式n収束?

【機能2】 MWDcalculatorでは, 本解析で得られる
Mw を用いて, 分子量分布を予測します.

y

解析結果の出力
Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved(*) せん断エネルギーの履歴積算値は, p.10の(2)滞留時間の新規解析機能に記載した,
肉厚層毎に定常移流方程式を解析する方法を採用しました．これにより, 重量平均分子量を，肉層毎に個別に評価します．
また，熱流動場との連成解析により, 分子量の変化を粘度計算に反映させることが可能です.

48【機能1】分子量解析の利用手順(1) ユーザ定義解析タブに移動し, “ユーザ定義ルーチンの利用”と “熱流動解析との連成” をチェック状態にします. 解析に必要な各種パラメータは, 以下に示すデフォルト値が自動設定されます. パラメータを変更する場合には, ユーザプログラム機能として公開されている,
公開ソースプログラムを直接編集して変更します. 詳細は p.81～を参照ください.
パラメータ設定のデフォルト値
M w 0 : M w の初期値 3.5×105 [kg/mol](1)k0: 4.0×105 [1/s]∆F : 110.0 [kJ/mol]

λ: 0.5 [-]

m

: 62.6 [g/mol]ρ: 848[g/cm3]

wp : 0.1 [-]αβCopyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved

49: 2.4 [kg/mol/Pa]: 3.5×105 [kg/mol]【機能1】分子量解析の利用手順(2) Analysisタブで, 従来通りの方法で解析条件を設定し, 解析を実施します.
デフォルト設定では, 粘度の分子量依存性を, 以下の式で決定します.

M 
η = η0  w 
 M w0 

3.4

Mw: 重量平均分子量の解析値 [kg/mol]

M w0: 重量平均分子量の初期設定値[kg/mol]

η0: ゼロせん断粘度[Pa・s]

スクリュ内での分子鎖の切断により,

M w0 ≥ M w*上記以外の粘度式を利用する場合には, ユーザプログラムの変更が必要になります.

テスト解析例 （サンプルファイル: ver13test¥test1b_molcut1000.ncal)
流量規定
5cm3/s60rpm【モデル肉厚分布】

Flow direction

Φ38.1, スクリュ長571.5mm, バレル温度 180℃ max.

材料データ: (A) vis1000（粘度1000Pa・sのニュートン流体）(B) vis2000（粘度2000Pa・sのニュートン流体）

vis1000の粘度式

M η = 1000  w 
 M w0 

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50

3.4

テスト解析結果
○肉厚層毎のせん断エネルギー履歴分布 [J/m3] (.crossconts)t η (τ )γɺ (τ ) dτ
2

0

軸方向断面
(A) vis1000

Flow direction(B) vis2000

滞留時間が長く(p.15参照), せん断速度が大きいスクリュ面およびバレル面近傍のせん断エネルギー履歴が大きくなる傾向を示しました.

スクリュ出口のxy断面(A) vis1000(B) vis2000

3.0 mm

3.0 mm0 mm

0 mm

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved51テスト解析結果

Mw l(Layer-1:スクリュ側
Layer-10:バレル側)○重量平均分子量 Mw [kg/mol]＊層流量重み付け平均値 M w avg (.scrrst)(A) vis1000

M w avg(B) vis2000

スクリュ出口: 2.6×105 kg/mol

スクリュ出口: 2.0×105 kg/mol＊スクリュ出口の肉厚層毎の分子量 M w l (.mwcaling)M w avg

M w avg

スクリュ側

バレル側

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・せん断エネルギーの小さな流路中心層では分子量低下傾向が小さく, スクリュ表面およびバレル表面に近い層ほど大きな分子量低下を示しました.
・樹脂の粘性が高い(B)vis2000 の方が, せん断エネルギーが大きいため（前ページ）, 各層において(A)vis1000よりも大きな
分子量低下を示しました.
・バレル表層は, スクリュ表層よりもせん断エネルギー履歴は小さいものの, せん断応力（せん断速度×粘度）が大きいために, (4)式の臨界せん断応力 M w∞ が小さくなり, スクリュ表層
よりも分子量の低下が進行する傾向を示しました.

52

テスト解析結果
○ 温度分布 [℃](A) vis1000(B) vis2000

スクリュ出口: 198 ℃

スクリュ出口: 210 ℃○ 粘度分布 [Pa・s](A) vis1000(B) vis2000

スクリュ出口: 680 Pa・s

スクリュ出口: 1143 Pa・s

グラフ図: スクリュ軸長 vs. 粘度 [Pa・s] M 
η = 2000  w 
 M w0 

M 
η = 1000  w 
 M w0 

Flow direction

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53

3.4

3.4

分子量分布の予測
分子量分布がシュルツ-ジム型に従うとすると, 重量分布関数 w ( M ) は重量平均分子量 Mw と数平均分子量 Mn の比を用いて, 以下の式で決定されます.
h

 M 

h
M  dMw ( M ) dM =
h
exp
−
h
,




Γ ( h + 1)  M n  Mn  Mn

1 Mw
=
− 1.
h Mn

(5)

Γ ( h + 1) =  x h e − x dx = hΓ ( h ) : ガンマ関数

参考文献(4): 高分子化学の基礎（第2版）, 高分子学会編 (1994), p31-34.

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved54ランダム分解モデル
主鎖がランダムに分解する場合, 参考文献3(p.47)において, 以下の関係式(6)-(8)が提案されています.
Mn1=
M n0 1 + χ

(6)

−b
 
Mw
1  1  χ 
=
1
+
1
+
−
1

  (7)
M w0 χ H  χ  b 
 

H=

1
M w0
.
, b=
H
−
1
M n0

(8)

Mw
M w0

M n 0 : M n の初期値 [kg/mol]
M w 0 : M w の初期値 [kg/mol]

本式によると, 初期の分子量 M n 0 と M w0が既知で,分解により減少した M w が測定できた場合,
そのときの M n を推定することができます.
したがって, (5)式から, シュルツ-ジム型の分子量分布作成が可能になります.

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55

Mn
M n0

分子量分布計算: MWDcalculator (Molecular Weight Distribution Calculator)
MWDcalculator は, SSSの分子量解析で得られた重量平均分子量 Mw を用いて,分子量分布を作成する解析ソフトです. 以下に利用手順を説明します.

【機能2】 分子量分布計算の利用手順(1) p.49-50 の手順で分子量解析を実施すると, 解析終了後に, スクリュ出口の M wに関する結果情報が記載された, “ 解析結果ファイル名.mwexitinf ” が自動出力されます.
(参考) p.50 のテスト解析例: test1b_molcut1000.mwexitinf

M w0
流量重み付け関数

肉厚層毎の分子量
Mw l

Wq
ndiv

W
l =1

M w avgndiv

M w avg =  Wq
l =1

l

Mw l

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56

l

q l

=1

利用手順
(2) SingleScrewSimulatorVer13.0.0¥RTDcalculator フォルダ内に存在する,
MWDcalculator.exe を起動します.

デスクトップにショートカットを作成した場合MWDcalculator 起動画面
(Molecular Weight Distribution Calculator)

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57

利用手順
(3) タブメニューバーの, Mn calculation をクリックすると,ランダム分解モデル(p.55)の計算フォームが出現します.
(3) Mn calculation タブ画面

(4)(4) フォーム右側の, Mw information import
ボタンをクリックして, 対象の .mwexitinf
ファイルを読込みます.

使用例: (B)vis2000

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58

利用手順
(5) . mwexitinf を読込むと, 中央のグラフには, 肉厚層毎の解析結果 M w l と H (= Mw0 /Mn0)に基づく Mn の予測曲線がプロットされます. Calculation condition 内の Mn0 の値を変更
すると, 自動的に変更が反映されます.

Mw
M w0

デフォルト
設定: H=5

Mn0 を手動変更: H=2

Mn
M n0
時刻999.00: 各層のMw 情報 M w l
時刻111.00: M w l の流量重み付け平均値 M w avg
時刻0.00 : 初期値
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59

利用手順
(6) Mn の予測曲線を決定後, “Molecular Weight Distribution” タブをクリックし, Plotボタンをクリックすると, シュルツ-ジム型に基づく分子量分布が作成されます. 分子鎖の切断が進行
し, Mw が低下するほど, 最頻値のピークが先鋭化します.
Molecular Weight Distribution タブ画面
バレル隣接層(10)スクリュー隣接層(1)
流量重み付け平均値(11) M w avg

w(M )初期値(12)log10 M

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60

(6)

利用手順
(7) グラフに出力される情報は, フォーム右下の出力情報指定テキストボックスで指定することができます. 描画結果は，Information export ボタンを押すことで，任意名のテキストファイルにエクスポート可能です．

バレル隣接層(10)(解析プログラム実行タブ)w(M )*肉厚層がndiv層の場合,(デフォルト10層)
1～ndiv が層毎の M w l ,ndiv+1が, 流量重み付け
平均値 M w avg ,ndiv+2が初期値になりますスクリュー隣接層(1)
流量重み付け平均値(11) M w avg
初期値(12)log10 M
(7)

テキスト出力出力情報指定(コンマ区切り)

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved61

(5) 温度解析機能の改良
本機能では, 既往の2.5D FEM（有限要素法）温度解析の収束性改善を目的に, エネルギー方程式
を3D FVM（有限体積法）で解析する方法を, オプション機能として実装しました.
エネルギー方程式／定常移流拡散方程式

ρ C p u∇T = κ∆T + ηγɺ 2
移流項

拡散項

u ： 流速ベクトル（3次元）
ρ：密度, Cp：比熱, κ：熱伝導率・η : 粘度, γ：ひずみ速度

ソース項

現行の温度解析(2.5D FEM)

新規の温度解析(3D FVM)

三重対角行列で離散化
移流項をSOR反復計算で処理全体マトリクスとして離散化定常計算(1回)で収束

少ないメモリ容量で離散化および解析可能だが,収束状況に応じて反復回数を増やす必要がある.

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離散化に要するメモリ容量は大きくなるが,1回で収束解が求まる.

62

3D FVM (有限体積法) 温度解析の利用手順
解析プログラム実行タブ画面中央のオプションボタンをクリックし,フォーム内の温度解析方法で 3D FVMをチェック状態にします.
解析オプション設定フォーム内②
3D FVMの場合, 解析プログラム実行タブの温度反復計算回数は使用されません.
（ダミーパラメータ）①

テスト解析例 （サンプルファイル: ver13test¥test0h300_1h3000_fvm)
Φ38.1, スクリュ長876.3mm (L/D=23).
流量規定
5.5cm3/s
60rpm

Flow direction

バレル温度 200℃ max.

○解析内容: 温度解析方法の比較(A) 2.5D FEM: SOR 反復計算: 5, 10, 100回
(B) 3D FVM

樹脂データ: HDPE_B3.pro（Materialfit DB）
バレル温度境界条件: 熱伝達規定 HTC=3000 W/m2/K

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved63テスト解析結果／温度分布 [℃]- 2.5D FEMの収束性*SOR 5回

Flow direction

スクリュ出口: 224℃

*SOR 10回

スクリュ出口: 233℃

*SOR 100回

スクリュ出口: 234℃

グラフ図: .suminf の軸方向平均温度(ブロック1以降)
・現行の2.5D FEM温度解析では, SOR反復計算
回数を増加させることで, 熱エネルギーのスクリュ
下流側への移流が進行します. 本結果では, SOR
5回では移流効果が不十分で, 上流側で温度が不連続になっていますが, デフォルトの10回では良好な分布が得られました.
・さらに回数を増やすと温度分布の変化がほぼなくなり, 100回で十分に収束した状態が得られました.
最終的に, バレル温度200℃に対して, スクリュ
出口温度は234℃になる分布を示しました.
Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved64テスト解析結果／温度分布 [℃]
3D FVM (定常計算 1回), 計算時間 33sec

スクリュ出口: 236℃

2.5D FEM (SOR反復計算 100回), 計算時間 31sec

スクリュ出口: 234℃

エネルギー方程式のように, 移流項を含む方程式の解析精度に優れる
有限体積法を採用した, 3D FVM の解析結果は, スクリュ上流側では現行 2.5D FEM に比べて低温となり,下流側ではほぼ同等の温度に漸近する傾向を示しました.
本解析結果を参考に, 実際の実験結果を考慮して, 適切な解析方法を選択されることを推奨致します.

溶融開始前(< 130℃)は共通

z-r 肉厚方向断面(.crossconts, ブロック1以降)
3D FVM↑ 移流項の影響強い

2.5D FEM

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(6) ユーザプログラム機能の拡張
本機能では, Ver.12.0.0で実装されたユーザプログラム機能(*1)を拡張し,汎用定常移流拡散方程式をユーザ自身で定義して解析することが可能になりました.
以降では，本機能の利用方法について説明します.

・ Ver.12.0.0 : 汎用定常移流方程式の解析機能.
Ai , Bi : ユーザ定義任意関数（i=1~n)f i : ユーザ定義未知関数（i=1~n)n : ユーザ定義方程式数
u : 流速ベクトル（肉厚平均）∇ : ナブラ演算子( Ai + ui∇ ) fi = Bi・ Ver.13.0.0 : 汎用定常移流拡散方程式の解析機能.

( A + u i∇ + C ∆ ) f
i ,iv

iv

i ,iv

i ,iv

= Bi ,iv

Ai ,iv , Bi ,iv , Ci ,iv : ユーザ定義任意関数(i=1~n, iv=1~ndiv)
fi ,iv : ユーザ定義未知関数(i=1~n, iv=1~ndiv)
ndiv : 肉厚層数
uiv : 肉厚層毎の流速ベクトル(iv=1~ndiv)∆ : ラプラス演算子(*1) 方程式の定義に必要なプログラムを部分公開し, ユーザ自身がプログラムを編集しコンパイルすることで, ユーザ自身が定義した方程式を解析することができる機能.
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66

○公開されるユーザ定義ルーチン（プログラム）
ユーザ定義ルーチン名

機能1) initialsetforchem

初期設定および解析条件の設定

2) viscal

粘度計算3) tempcal

温度計算(2.5 FEM)

4) chemfscal

化学反応式の設定

5) chemvariable

化学反応成分の代数的関係式の計算

6) chemwrite

化学反応解析結果のファイル出力- ユーザ定義ルーチンの構成はVer.12.0.0と同じですが, 初期設定を行なう
1) initialsetforchem 内で, 解析する方程式を選択します.
- 具体的には, 方程式を識別する定数 “ichem3d” に 0 を設定した場合には, 従来通りに,移流方程式の計算ルーチン(chemcal)が実行されますが, “ichem3d” に 1 を設定した場合には,新規実装された移流拡散方程式の計算ルーチン(chemcal3d)が実行されます.
1) initialsetforchem:
ichem3d=0・・・

移流方程式の解析実行 (chemcal)

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1) initialsetforchem:
ichem3d=1・・・

移流拡散方程式の解析実行 (chemcal3d)

67

○コーリングシーケンス
1) initialsetforchem:
初期条件設定ichem3d=0 or ichem3d=1* 熱流動場との連成解析の場合（非連成解析の場合は，chemcal またはchemcal3d
を非ニュートン 反復計算終了後のループ外でコール）

gamcal:2) viscal:

流速，ひずみ速度の計算

粘度の計算

fluxcal:

部分充満状態の計算
3) tempcal:
温度の計算

chemcal or chemcal3d
移流（拡散）方程式の計算

n

収束?

y

6) chemwrite:
移流方程式解析結果の出力
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return68

matrixsetchem(ic,ib)
有限要素離散化方程式の構成

matrixsolve(ic,ib)
有限要素離散化方程式の求解5) chemvariable(ib):
解析結果の代数的関係式の計算

y

収束?

n

移流方程式収束反復計算ループ

unfillcal:4) chemfscal(ib):移流方程式左辺係数行列と右辺生成項の設定

化学種数(ic)反復計算ループ

節点流量の計算

ブロック単位(ib=1～最大ブロック数）で呼出し

非ニュートン熱流動反復計算ループ

heleshaw:
熱流動場の計算○公開情報／マトリクス(要素)構成- 旧Ver.12.0.0では, 単軸スクリュの周方向および軸方向のマトリクス構成に関する変数情報が公開されましたが（肉厚方向の物理量は非公開ルーチンで計算）, 本Ver.13.0.0では,肉厚方向の変数情報も公開されます. これにより, 肉厚方向への拡散項を, ユーザルーチン内で定義し, 肉厚方向を含めた3次元マトリクスを解析することが可能になりました.

Ver.12.0.0 : 移流方程式の公開情報

Ver.13.0.0 : 移流拡散方程式の公開情報
肉厚方向
へ拡張

展開図

周方向

軸方向

肉厚方向

軸方向

バレル表面

スクリュ表面

周方向* 周方向と軸方向の構成は従来と同じです.
詳細は, SingleScrewSimulatorVer12.0.0(2022)カスタマイズ環境設定方法出荷.pptx を参照ください.
* 以降では, Ver.12.0.0で移流拡散方程式の定義に必要な新規公開の変数情報を中心に記載します.
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69

内容

ichem3d1) ichem3d=0 の場合は chemcal (Ver.12.0.0の移流方程式),
2) ichem3d=1 の場合は chemcal3d(Ver.13.0.0の移流拡散方程式) が実行される.

ndiv

肉厚方向の要素分割数 (デフォルトはndiv=10).
このときの肉厚方向の節点分割数はndiv+1になる.

chemcnumber

解析対象とする移流方程式の本数（化学種数）1) ichem3d=0 の場合は, chemcnumber の数だけ
初期値および境界条件を設定する.
2) ichem3d=1 の場合は, chemcnumber×(ndiv+1) の数だけ
初期値および境界条件を設定する.

chemvnumber

解析で考慮する配列変数の数. ichem3d=1の場合は, chemcal3d で解析された, 肉厚要素毎の物理量の平均値算出などに使用する.

commonvnumber

ルーチン間で共用するスカラー変数の数.

chemcname(i)方程式で解析した物理量（化学種）の名称（i=1~chemcnumber),
解析結果の項目名に利用される.
ichem3d=1の場合は, i=1～chemcnumber×(ndiv+1) の数だけ定義すると, 肉厚層毎の物理量を表示できる.

(節点)

(要素)

chemvname(i)配列変数の名称（i=1~chemvnumber).
解析結果の項目名に利用される.

chemnamecross(i)方程式で解析した物理量（化学種）の名称（i=1~chemcnumber),ichem3d=1の断面スライスコンター図の項目名に利用される.

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解析プログラム実行タブ

70

n+1
n

n
肉厚方向

変数名

肉厚方向 ndiv(要素), ndiv+1(節点)○公開情報／ユーザ定義変数

iv

iv

2
1

2
1
スクリュ面

○公開情報／ユーザ定義変数, ichem3d=1 (3次元マトリクス) の場合
変数名

内容

ndivl(ib)

周方向要素分割数

ndivzs(ib)軸方向要素分割数

nelem(ib)

周方向×軸方向の全要素数.
3次元マトリクスの全要素数は, nelem(ib)×ndiv となる

nnode(ib)

周方向×軸方向の全節点数.
3次元マトリクスの全要素数は, nnode(ib)×(ndiv+1) となる

chemc3d(ic, ie, iv, ib)

方程式で解析した物理量（化学種）の要素解析値/ 未知関数 fic,iv に相当する.
(ic=1~chemcnumber, ie=1~nelem(ib), iv=1～ndiv)

chemcn3d(ic, in, iv, ib)

方程式で解析した物理量（化学種）の節点解析値(ic=1~chemcnumber, in=1~nnode(ib), iv=1～ndiv+1)

chempar(i, ie, ib)

解析で考慮する（化学種依存の）要素変数(i=1~chemvnumber, ie=1~nelem(ib))

chemparn(i, in, ib)

解析で考慮する（化学種依存の）節点変数(i=1~chemvnumber, in=1~nnode(ib))

commonvpar(i)ルーチン間で共用するスカラー変数(i=1~commonvnumber)

肉厚方向(iv)

ib: ブロック数 (1～iblock)

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○公開情報／ユーザ定義変数, ichem3d=1 (3次元マトリクス) の場合解析対象とする移流拡散方程式：(A

ic ,ivAic ,iv , Bic ,iv , Cic ,iv : ユーザ定義任意関数(ic=1~n, iv=1~ndiv)
fic ,iv : ユーザ定義未知関数(ic=1~n, iv=1~ndiv)+ uiv i∇ + Cic ,iv ∆ ) fic ,iv = Bic ,iv

n : ユーザ定義方程式数
ndiv : 肉厚層数
uiv : 肉厚層毎の流速ベクトル(iv=1~ndiv)∇ : ナブラ演算子∆ : ラプラス演算子

対応するユーザ定義関数の変数：( chemf 3d (ic, ie, iv, ib) + uiv i∇ + chemd 3d (ic, ie, iv, ib)∆ ) fic,iv = chems3d (ic, ie, iv, ib)
chemc3d (ic, ie, iv, ib)
変数名

内容

chemf3d(ic, ie, iv, ib)

関数形 A の定数値を設定する.
(ic=1~chemcnumber, ie=1~nelem(1), iv=1～ndiv, ib=1～iblock)chems3d(ic, ie, iv, ib)

関数形 B （ソース項）の定数値を設定する.
(ic=1~chemcnumber, ie=1~nelem(1), iv=1～ndiv, ib=1～iblock)chemd3d(ic, ie, iv, ib)

関数形 C （拡散項）の定数値を設定する.
(ic=1~chemcnumber, ie=1~nelem(1), iv=1～ndiv, ib=1～iblock)

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72利用手順/Ver13.0.0(1) SSSを使用されるPCに, 変更したユーザプログラムをコンパイルするための開発環境を
インストールします. ⇒ 設定方法は, SingleScrewSimulatorVer12.0.0(2022) カスタマイズ
環境設定方法.pptx を参照ください. ①Intel Fortran が推奨環境です.
(2) SSSフォルダ内のSystemver.13.0.0_IFORT ¥SingleScrewSimulatorSolverver1300oneAPI_user
内に存在するソースコードを用途向きに書き直します.
(任意のエディタを使用)(3) ソースコードを編集後, コマンドプロンプト上で nmake と入力してキーボードのEnterキーを押すと,makefile を利用したコンパイルが実行されます.

(3) nmakeを入力（注）ソースコード以外に格納されているファイル(.obj など) を変更したり削除すると, コンパイルができなくなりますので注意して使用ください.

コンパイルに成功すると, フォルダ内に実行プログラムSingleScrewSimulator.exeが作成される.

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved(2) ユーザがカスタマイズ
可能な サブルーチンのソースコード(ファイル名.for)73

利用手順/Ver13.0.0(4) ¥SingleScrewSimulatorver1300oneAPI_user フォルダ内の SingleScrewSimulator.exe の更新日時がコンパイル した日時に変更されていることを確認後, Systemver.13.0.0_IFORTフォルダ内に存在する
SingleScrewSimulator.exe を上書き保存（コピー）して更新します.
(4)
上書き保存して更新(参考) 更新前のSingleScrewSimulator.exeを
別名でコピーしておくと, 更新前の実行プログラム
を残しておくことができます.

(5)

SSS(GUI)から解析実行すると,Systemver.13.0.0_IFORT内のSingleScrewSimulator.exe が実行されます.

(5) SSSのGUIを起動し, ユーザ定義関数タブ画面にて,“ユーザ定義ルーチンの利用”をチェック状態にすると, 解析実行時に, p.68のコーリングシーケンスに沿って, 定義したユーザプログラムが実施されます.
ユーザプログラムの変更をせずにデフォルトの状態で, “ユーザ定義ルーチンの利用”を利用した場合には, p.49 の, (4)高分子の機械的切断モデルに基づく分子量解析機能が実施されます.

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74サンプルプログラムの内容説明
Systemver.13.0.0 ¥ SingleScrewSimulator1300oneAPI_user フォルダ内のサンプルフォルダの構成を下図に示します.

初期出荷状態
分子鎖切断モデル解析: (4)高分子の機械的切断モデルに基づく分子量解析機能 (p.45-) において,
設定パラメータの変更や粘度モデル変更に利用可能です.
PPの分解反応解析(ver12.0.0と同内容）
従来通りの運用で利用可能
3D FMV 温度解析: (5)温度解析の改良機能／3D FVM (有限体積法) 温度解析において,エネルギー方程式の変更や拡張に利用可能です.

本項では, Ver13.0.0で新規実装された, 汎用定常移流拡散方程式(chemcal3d) の利用方法について, 以下2つのサンプルプログラムを通じて説明します.
【サンプルプログラム1】 3D FVM 温度解析
(temp3d) pp.76-80: 定常移流拡散方程式（エネルギー方程式）【サンプルプログラム2】 分子鎖切断モデル解析: 定常移流方程式（滞留時間, せん断エネルギ履歴,(molecularcut3d) pp81-87
分子量の計算）Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved75【サンプルプログラム1】 3D FVM 温度解析
initialsetforchem.for の内容1

配列の3列目に,肉厚層ndiv分の配列を確保する.
（節点情報の場合はndiv+1）
方程式数: 1(エネルギー方程式)
変数: 1(層毎の温度の平均値出力)
バレル側境界条件の種類
スクリュ側境界条件の種類
バレル側のディリクレ条件
スクリュ側のディリクレ条件
バレル側のノイマン条件
スクリュ側のノイマン条件

移流拡散方程式を利用する場合

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reservedを設定する配列76

【サンプルプログラム1】 3D FVM 温度解析
initialsetforchem.for の内容2

境界条件の設定①②
コンター図に表示される層毎の解析結果の項目名
コンター図の温度平均値の項目名
スライスコンター図の温度平均値の項目名

解析結果が格納される配列への初期値設定
tempinlet は, 解析条件で設定した
流入口温度を意味します.

④
⑤

③

⑥

①: スクリュ表面の境界条件の種類
iebount（1,ie,ib）には, 温度規定(Tfix)の場合1,
熱伝達規定(Hfix)の場合0が設定されている②: スクリュ表面の設定温度値③: スクリュ表面の設定熱伝達係数
÷（溶融密度×溶融比熱）の値④: バレル表面の境界条件の種類
iebount（2,ie,ib）には, 温度規定(Tfix)の場合1,
熱伝達規定(Hfix)の場合0が設定されている⑤: バレル表面の設定温度値⑥: バレル表面の設定熱伝達係数
÷（溶融密度×溶融比熱）の値

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved77【サンプルプログラム1】 3D FVM 温度解析
chemfscal.for の内容
解析対象とする移流拡散方程式：( Aiv + uiv i∇ + Civ ∆ ) fiv = Biv

ηivγɺiv 2κ∆  Tiv = uiv i∇ −

C
ρ
ρC p
p


ρ C p uiv∇Tiv = κ∆Tiv + ηivγɺiv 2
肉厚 iv 層目のエネルギー方程式* uiv には, p.12-13で示した, 断面内循環流れを考慮した層毎の流速ベクトルが自動設定されます.

*djcは粘性発熱係数（解析オプション）

chemc3d (ic, ie, iv, ib)

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved78

【サンプルプログラム1】 3D FVM 温度解析
chemvariable.for の内容

chemwrite.for の内容

テキストファイル ‘CHEMPAR’に,スクリュ軸方向の平均温度を出力させるための記述.
詳細は, ver.12.0.0改良成果資料のp.48-, PP分解反応のchemwrite.forの項目を参照ください.

層毎の温度解析結果 chemc3d(ic,ie,iv,ib)の平均値を, chempar(ic,ie,ib)に代入

tempcal.for: デフォルトから変更なし
viscal.for: デフォルトから変更なし

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved79【サンプルプログラム1】 3D FVM 温度解析
○User define modelタブの設定例○ コンター図の出力例(.scrrst)

熱流動連成にチェックする.
非ニュートン反復計算回数毎に,定常拡散移流方程式を1回解析する.
15-25(ndiv+1): 層毎の温度
26: 平均温度○ スライスコンター図の出力例(.crossconts)

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80

(6) ユーザプログラム機能の拡張【サンプルプログラム2】 分子鎖切断モデル解析
initialsetforchem.for の内容1

配列の3列目に,肉厚層ndiv分の配列を確保する.
（節点情報の場合はndiv+1）

当モデルを使用する場合,
imolcut=1を設定します.
（デフォルトはimolcut=0）

方程式数: 2 (滞留時間計算, および
せん断エネルギ履歴計算)

変数: 1～ndiv+1: 層毎の分子量
ndiv+2: 層流量重み付け
平均分子量
設定パラメータ用の変数: 9バレル側境界条件の種類
スクリュ側境界条件の種類
バレル側のディリクレ条件
スクリュ側のディリクレ条件
バレル側のノイマン条件
スクリュ側のノイマン条件

移流拡散方程式を利用する場合*今回の方程式には移流項は含まれませんが,
肉厚層毎の物理量を算出するため,
ichem3d=1 を利用しました.

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【サンプルプログラム2】 分子鎖切断モデル解析
initialsetforchem.for の内容2
モデルパラメータ用の設定値(4)高分子の機械的切断モデルに基づく分子量解析機能(p.45-) の方程式(1)-(4)式に使用されるパラメータに対応(p.49)＊デフォルト値を変更して解析する場合,
本項目の数値を変更します.

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved82

【サンプルプログラム2】 分子鎖切断モデル解析
initialsetforchem.for の内容3p.13
層流重み付け平均に必要な混合係数の算出

層毎の滞留時間の項目名

層毎のエネルギ履歴の項目名

層毎の分子量の項目名
層流量重み付け
平均値のコンター図の項目名

p.13

スライスコンター図の項目名

流量重み付け関数
ndiv

W
l =1

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83

q l

=1

Wq

l

【サンプルプログラム2】 分子鎖切断モデル解析
chemfscal.for の内容

解析対象とする移流拡散方程式：( Aiv + uiv i∇ + Civ ∆ ) fiv = Biv

滞留時間解析(ic=1)

滞留時間解析(ic=1)

uiv i∇ tres iv = 1
せん断エネルギ履歴解析(ic=2)
せん断エネルギ履歴解析(ic=2)

uiv i∇ vhres iv = ηivγɺiv 2* uiv には, p.12-13で示した, 断面内循環流れを考慮した層毎の流速 vɶl が自動設定されます.

chemc3d (ic, ie, iv, ib)

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved84

【サンプルプログラム2】 分子鎖切断モデル解析
chemvariable.for の内容: 解析で得られたせん断エネルギ履歴を用いた分子量計算
肉厚層毎の物性計算
スクリュ軸方向毎の物性計算

R
パラメータ設定

M w0
k0

λ

∆F
m

ρ

wp

α
β

滞留時間の解析結果

tres ivmρ wp

せん断エネルギ履歴の解析結果
vhres iv

RT−

∆F − λ∆ERT ∆F − λ∆E k = k0 exp  − p.46 (2)式RT
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【サンプルプログラム2】 分子鎖切断モデル解析
chemvariable.for の内容: 解析で得られたせん断エネルギ履歴を用いた分子量計算

τ = ηγɺ

層流重み付け分子量平均値

M w avg

M w∞ = −ατ + β
p.47 (4)式∆t
層流重み付け滞留時間平均値
p.46 (1)式の離散化形式
M w, n =tres avg


1+ M w∞ 1 −
(1 + k ∆t )
 (1 + k ∆t ) M w,n −1

テキスト出力層毎の分子量Mw l
3.4

 Mw (z) 


0
M
(
)
0
w


粘度更新に利用する

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分子量分布計算で使用する, .mwexitinf の出力(p.56)

86

【サンプルプログラム2】 分子鎖切断モデル解析
viscal.for の内容

tempcal.for : デフォルトから変更なし
chemwrite.for: デフォルトから変更なし

当モデル適用時に通過する
反復計算の緩和係数

 Mw ( z) chemvariable.for で計算された  M w0 ( 0 ) 

3.4

 Mw 
分子量低下を考慮した粘度更新.
η
=
η

0
acoef には η0 が設定されている.
M

3.4(p.50)

 w0 
*デフォルト設定の上記粘度式を変更する場合には, 当部分の記述を変更します.

○User define modelタブの設定例 (p.49)*当ユーザプログラムを使用して, (4)高分子の機械的切断モデルに基づく分子量解析機能 (p.45-) の解析結果(p.51-53) を得ることができます.

熱流動連成にチェックする.
非ニュートン反復計算回数毎に,定常拡散移流方程式を1回解析する.

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(7) 連続ジョブ実行方法
解析作業の効率化を目的に, 複数の解析条件ファイル(.ncal)をジョブとして登録し,登録したジョブを連続的に自動解析する機能を追加しました.
利用手順(事前準備): 通常の方法で, 解析プログラム実行
タブから, 解析条件を設定し, 計算コントロール
ファイル(.ncal)を保存します.

(1)(1): メニューバーのジョブ管理をクリックすると,ジョブ管理フォームが出現します.
(2): フォーム下部のジョブ登録枠内の”選択”ボタンをクリックして, 登録したい解析条件を設定します. 設定後, 選択されたファイルが含まれる
解析フォルダと, 使用される
入力ファイルが表示されます.
選択した.ncalで使用される
入力ファイル*使用される入力ファイルは,解析フォルダ内に存在する
必要があります.

(2)

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88

利用手順
(3): (2)の解析条件ファイル(.ncal)を選択後,“追加”ボタンをクリックすると, フォーム
中央のジョブリスト枠に登録されます.

(4)

本作業を複数回実施して, 解析したい
ジョブを順番に登録します.
(4): 登録終了後, フォーム上部の”リスト保存”
をクリックすると, 登録内容を.csvファイルとして保存できます.
保存した jobcontroltest.csvの内容(3)
登録したジョブの削除や,順番を変更する際に利用します.

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved*保存したジョブ管理ファイルは, “リスト選択”
をクリックして読込むことができます. また
Excelでリストを編集することも可能です.
89

利用手順
(5): ジョブ登録後, “ジョブ実行”ボタンをクリック
すると, リストの上から順番に解析が連続実行されます.

(5)

最後のジョブ解析が終了すると,“ジョブリスト内の解析が終了しました”のメッセージが表示されます.

OKを押した後, ジョブ管理フォームを閉じて終了します.
*解析結果は, 通常の解析と同様に,.ncal内で設定された,“解析結果ファイル名.拡張子”
で各種出力ファイルが保存されます.

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved90補足資料／Ver.13.0.0で追加または変更されたテキスト出力ファイル
資料本文内で説明されていない出力ファイルについて, エクセルで コンマ区切りで開いたときの各列の意味について記載します.
〇 .suminf ファイル: 任意の解析条件において出力される.
【出力内容】スクリュ軸方向の各種平均物理量
軸方向
分割数

軸方向
距離

充満率

流路
体積

区分
滞留時間
滞留時間 （区分積算）

バレル表面層のせん断速度
最小値, 平均値, 最大値

バレル表面層の溶融粘度最小値, 平均値, 最大値

平均
温度

平均
圧力

押出
平均
平均
流量 せん断速度 溶融粘度

- 当ファイルを用いて, スクリュ軸方向距離(mm)に対する各種物理量の状態をグラフ化し,状況確認, 条件比較をすることが可能です.
(グラフ作成例, p.41） スクリュ軸方向距離 B列 vs. 充満率 C列

Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved(グラフ作成例, p.64） スクリュ軸方向距離 B列 vs. 平均温度 M列

91

〇 .srminf ファイル: 脱揮解析を実施した場合に出力される.
【case1】 揮発による流量減少を考慮しない場合（従来通り）
軸方向
距離
(mm)

揮発成分
濃度(ppm)

暴露表面
境界長(cm)【case2】 揮発による流量減少を考慮する場合（p.27-, 新機能）
軸方向
距離
[mm]

脱揮成分 未揮発＆高分子 脱揮成分
平衡濃度
濃度
押出流量
[g/cm3][g/cm3][cc/s]

高分子
濃度[g/cm3]Copyright© 2010 Hyper Advanced Simulation Laboratory Co., Ltd. All Rights Reserved

拡散係数[cm2/s]

92

温度平均
[℃]

内部
パラメータ

(グラフ作成例, p.43）
スクリュ軸長A列 vs. （B列, E列）〇 .srmcalcouple ファイル: 脱揮解析（流量減少を考慮）を実施した場合に出力される（p.27-, 新機能）.
スクリュ長
[mm]

未揮発
押出流量
[cc/s]

未揮発
＆高分子
押出流量
[cc/s]

高分子
体積分率
[-]

脱揮成分
体積分率
[-]

未揮発
＆高分子
密度
[g/cm3]

未揮発
＆高分子
押出量
[kg/h]

揮発溶媒
（揮発分）
押出量
[kg/h]

流入口
設定
押出量[kg/h]

揮発溶媒
（揮発分）
押出流量
[cc/s]〇 .mwcalinf ファイル: 分子量解析を実施した場合に出力される（p.45-, 新機能）.
スクリュ長
[mm]

重量平均分子量 [kg/mol] (l=1~ndiv（層分割数））

Mw
l=1：スクリュ表面隣接層
l=ndiv：バレル表面隣接層〇 .mwinfcalinf ファイル: 分子量解析を実施した場合に出力される（p.45-, 新機能）.
スクリュ長
[mm]

臨界分子量 [kg/mol] (l=1~ndiv（層分割数））

M w∞
l=1：スクリュ表面隣接層
l=ndiv：バレル表面隣接層

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