JP2011136483A - Method and apparatus for calculation of flow resistance of porous material - Google Patents

Method and apparatus for calculation of flow resistance of porous material Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To develop an apparatus capable of measuring flowing behavior of a fluid in a porous material, establish a method of modeling a porous material allowing prediction of the flowing behavior with high precision in a short time and enable calculation of a flow resistance. <P>SOLUTION: The apparatus is so constituted as to reduce the pressure of a die sandwiching a porous material, inject a fluid into the porous material from outside of the die and measure the flowing behavior, e.g. a flowing area, an arrival time or a flowing distance of a fluid, by visualization measurement using a die made of a transparent material or detection of an arrival of a fluid with a pressure sensor arranged on the surface of the die. As an analytical model, the porous material having a fine structure is modeled as a porous body consisting of two or more circular tubes, and a flow resistance of a porous body capable of reproducing the flowing behavior of the fluid in the porous material, measured by the apparatus, within a predetermined error range is determined. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は,マイカやガラス繊維などの固体部材と部材の隙間からなる多孔質体の樹脂含浸成形加工技術に係り,特に多孔質体を含浸成形する際の多孔質体における樹脂材料の流動挙動の測定装置,前記測定した流動挙動を再現できる3次元流動解析における多孔質体の解析モデル化方法および多孔質体の流動抵抗値算出方法及びその装置に関する。 The present invention relates to a resin-impregnated molding technology for a porous body composed of a solid member such as mica or glass fiber and a gap between the members. The present invention relates to a measurement apparatus, an analytical modeling method of a porous body in three-dimensional flow analysis that can reproduce the measured flow behavior, a flow resistance value calculation method of the porous body, and an apparatus thereof.

多孔質体を含浸成形する際の多孔質体における樹脂材料の流動挙動の測定装置,前記測定した流動挙動を再現できる3次元流動解析における多孔質体の解析モデル化方法および多孔質体の流動抵抗値の算出手法に関する従来技術として、特許文献1乃至3に記載されたものがある。   Apparatus for measuring flow behavior of resin material in porous body during impregnation molding of porous body, analytical modeling method of porous body in three-dimensional flow analysis that can reproduce the measured flow behavior, and flow resistance of porous body As conventional techniques related to a value calculation method, there are those described in Patent Documents 1 to 3.

特許文献1は多孔質体の液体展開速度測定装置と測定方法の発明であり,液溜めから多孔質体へ測定液が流動する状況を撮像し,画像処理によって液体展開速度を測定する方法および装置について記載されている。   Patent Document 1 is an invention of a device and a method for measuring a liquid development speed of a porous body, and a method and an apparatus for measuring a liquid development speed by image processing by imaging a situation in which a measurement liquid flows from a liquid reservoir to a porous body. Is described.

特許文献2はRTM(Resin Transfer Molding)成形法における樹脂流動の制御方法および装置に関する発明であり,金型内表面に多数配置された流動センサによって流動先端を検出し,予め決定した最適流動パターンに近づくように注入装置の圧力,温度を制御する方法および装置について記載されている。   Patent Document 2 is an invention related to a resin flow control method and apparatus in an RTM (Resin Transfer Molding) molding method. The flow front is detected by a number of flow sensors arranged on the inner surface of a mold, and a predetermined optimum flow pattern is obtained. A method and apparatus for controlling the pressure and temperature of the infusion device to approach is described.

特許文献3は液体の含浸状況のモニタリング方法およびFRP構造体の製造方法の発明であり,基材の両面に電極を設け,電気回路の電気的特性を測定することにより,液体の含浸位置をモニタリングする方法および装置について記載されている。   Patent Document 3 is an invention of a method for monitoring the state of liquid impregnation and a method for manufacturing an FRP structure. The electrodes are provided on both sides of the substrate, and the electrical characteristics of the electric circuit are measured to monitor the position of liquid impregnation. A method and apparatus are described.

特開2009−52931号公報JP 2009-52931 A 特開2003−39479号公報JP 2003-39479 A 特開2007−47067号公報JP 2007-47067 A

発電機や電動機のステーターコイル絶縁層,風力発電機のブレードなどには,多孔質体に樹脂を含浸成形させる方法が用いられている。この含浸成形品は軽量,高強度の特徴があり,飛行機の筐体などにも適用を拡大している。 A method of impregnating a porous material with resin is used for a stator coil insulating layer of a generator or an electric motor, a blade of a wind power generator, or the like. This impregnated molded product has features of light weight and high strength, and its application has been expanded to airplane casings.

多孔質体における樹脂含浸成形における問題点は,マイカやガラス繊維などの固体部材と部材の隙間からなり,微細構造を有する多孔質体における樹脂の流動挙動の予測方法が無いため,新規形状の製品の樹脂含浸成形の試作期間が長く,試作コストが高くなることである。   The problem with resin impregnation molding in porous materials is the gap between the solid material such as mica and glass fiber, and there is no method for predicting the flow behavior of the resin in the porous material with a fine structure. This means that the trial period of resin impregnation molding is long and the trial cost is high.

ここで,多孔質体の流動挙動を流体解析で予測する場合には,微細構造の多孔質体をそのままモデル化すると計算時間が長くなる問題が生じる。   Here, when the flow behavior of a porous body is predicted by fluid analysis, if the porous body having a fine structure is directly modeled, there is a problem that the calculation time becomes long.

このため,流動挙動の予測が行える多孔質体における流体の流動挙動測定装置の開発が必要となる。更に,前記流動挙動の測定値を一定の誤差で再現できる流体解析における多孔質体のモデル化方法の確立および流動抵抗値の算出により,含浸成形挙動を高精度かつ短時間で予測できる含浸成形シミュレーション技術の構築が必要である。   For this reason, it is necessary to develop an apparatus for measuring fluid flow behavior in porous media that can predict the flow behavior. Furthermore, the impregnation molding simulation that can predict the impregnation molding behavior with high accuracy and in a short time by establishing the modeling method of the porous material in the fluid analysis that can reproduce the measured value of the flow behavior with a certain error and the calculation of the flow resistance value. Technology needs to be built.

前記した従来技術は、いずれも,樹脂注入方向は多孔質体の平面方向であり,多孔質体の平面方向と厚さ方向の流動挙動を同時測定する方法は記載されていない。また,得られた測定データから多孔質体の流動抵抗値を算出する手法も記載されていない。   In any of the above prior arts, the resin injection direction is the plane direction of the porous body, and no method for simultaneously measuring the flow behavior in the plane direction and the thickness direction of the porous body is described. In addition, there is no description of a method for calculating the flow resistance value of the porous body from the obtained measurement data.

本発明の目的は、多孔質体における流体の流動挙動の予測を可能とする含浸成形シミュレーションにより多孔質体を含浸成形する際の多孔質体における樹脂材料の流動挙動を測定し,測定した流動挙動を再現できる3次元流動解析における多孔質体の解析モデル化方法および多孔質体の流動抵抗値の算出手法を用いた多孔質体の流動抵抗値算出方法及びその装置を提供することに有る。   The object of the present invention is to measure the flow behavior of the resin material in the porous body when the porous body is impregnated and molded by impregnation molding simulation that enables prediction of the fluid flow behavior in the porous body. The present invention is to provide a method and apparatus for calculating a flow resistance value of a porous body using a method for modeling a porous body in a three-dimensional flow analysis that can reproduce the above, a method for calculating a flow resistance value of a porous body, and a device therefor.

上記目的を達成するために、本発明では、多孔質体の試験体を流れる流体の流動挙動を測定して流動抵抗値を算出する装置を,試験体を光学的に透明な1対の板材で上下から挟み込んで密着させた計測試料と、計測試料を内部に設置する容器手段と、容器手段の内部を真空に排気する排気手段と、容器手段の内部に設置された計測試料の1対の板材で上下から挟み込まれた試験体に流体を供給する流体供給手段と、容器手段の内部に設置された計測試料の試験体を撮像する撮像手段と、排気手段で排気された容器手段の内部で流体供給手段により計測試料に供給された流体が試験体を流れる状態を撮像手段で撮像して得た画像を処理して試験体の流動抵抗値を求める処理手段とを備えて構成した。 In order to achieve the above object, in the present invention, an apparatus for calculating the flow resistance value by measuring the flow behavior of a fluid flowing through a porous test body is formed by a pair of optically transparent plates. A pair of plates of a measurement sample sandwiched from above and below, a container means for placing the measurement sample inside, an exhaust means for evacuating the inside of the container means, and a measurement sample placed inside the container means Fluid supply means for supplying fluid to the test body sandwiched from above and below, imaging means for imaging the test specimen of the measurement sample installed inside the container means, and fluid inside the container means exhausted by the exhaust means And processing means for processing the image obtained by imaging with the imaging means the state in which the fluid supplied to the measurement sample by the supply means flows through the test specimen and determining the flow resistance value of the specimen.

また、上記目的を達成するために、本発明では、多孔質体の試験体を流れる流体の流動挙動を測定して流動抵抗値を算出する装置を,試験体を光学的に透明な1対の板材で上下から挟み込んで密着させた計測試料と、計測試料の内部を真空に排気する排気手段と、計測試料の1対の板材で上下から挟み込まれた試験体に流体を供給する流体供給手段と、計測試料の試験体を撮像する撮像手段と、排気手段で排気された計測試料に内部において流体供給手段により供給された流体が試験体を流れる状態を撮像手段で撮像して得た画像を処理して試験体の流動抵抗値を求める処理手段とを備えて構成した。   In order to achieve the above object, according to the present invention, an apparatus for measuring a flow resistance value by measuring a flow behavior of a fluid flowing through a porous test body is used to form a pair of optically transparent test bodies. A measurement sample sandwiched and adhered from above and below by a plate material, an exhaust means for exhausting the inside of the measurement sample to a vacuum, and a fluid supply means for supplying fluid to a test body sandwiched from above and below by a pair of plate materials of the measurement sample; Imaging means for imaging the test specimen of the measurement sample, and processing the image obtained by imaging the state in which the fluid supplied by the fluid supply means flows through the test specimen inside the measurement sample exhausted by the exhaust means And a processing means for obtaining the flow resistance value of the test body.

そして、本発明における処理手段は、試験体の流動抵抗値を求めることを、多孔質体を複数の円管からなるポーラス体とする解析モデルを作成し,撮像して得た画像から多孔質体内の流体の流動挙動を測定し、測定した値を一定の誤差範囲内で再現できるポーラス体の流動抵抗値を試験体の流動抵抗値として求めるようにした。   Then, the processing means in the present invention creates an analysis model in which the porous body is a porous body made up of a plurality of circular pipes, and obtains the flow resistance value of the test body from the image obtained by imaging. The flow behavior of the fluid was measured, and the flow resistance value of the porous body capable of reproducing the measured value within a certain error range was obtained as the flow resistance value of the test body.

更に、上記目的を達成するために、本発明では、多孔質体の試験体を流れる流体の流動挙動を測定して流動抵抗値を算出する方法において,試験体の周囲を囲むようにして配置されて一部に開口を有する部材とこの部材に周囲を囲まれた試験体とを光学的に透明な1対の板材で上下から密着して挟み込んで形成した計測試料の内部を真空に排気し、真空に排気された計測試料の内部の試験体に流体を供給し、流体が供給された試験体を流体が流れる状態を撮像し、撮像して得た画像を処理して試験体の流動抵抗値を求めるようにした。   Furthermore, in order to achieve the above object, according to the present invention, in the method of calculating the flow resistance value by measuring the flow behavior of the fluid flowing through the porous test body, it is arranged so as to surround the periphery of the test body. The inside of the measurement sample formed by sandwiching a member having an opening in the part and a test body surrounded by this member in close contact with each other with a pair of optically transparent plates is evacuated to vacuum. A fluid is supplied to the test specimen inside the evacuated measurement sample, the state in which the fluid flows through the specimen supplied with the fluid is imaged, and the flow resistance value of the specimen is obtained by processing the image obtained by imaging. I did it.

そして、試験体の流動抵抗値を求めることを、多孔質体を複数の円管からなるポーラス体とする解析モデルを作成し,撮像して得た画像から多孔質体内の流体の流動挙動を測定し、測定した値を一定の誤差範囲内で再現できるポーラス体の流動抵抗値を試験体の流動抵抗値として求めるようにした。   Then, to determine the flow resistance value of the specimen, an analytical model is created in which the porous body is a porous body composed of a plurality of circular tubes, and the flow behavior of the fluid in the porous body is measured from the image obtained by imaging. Then, the flow resistance value of the porous body that can reproduce the measured value within a certain error range is obtained as the flow resistance value of the test body.

本発明によれば、多孔質体内の流体の流動挙動の測定値を一定の誤差範囲内で再現できるポーラス体の流動抵抗値を用いた信頼性の高い含浸成形シミュレーションが可能になり,多孔質体における流体の流動挙動の予測が可能となり試作期間短縮,試作コスト低減が実現できる。   According to the present invention, a highly reliable impregnation molding simulation using a flow resistance value of a porous body capable of reproducing a measured value of a flow behavior of a fluid in a porous body within a certain error range becomes possible. It is possible to predict the fluid flow behavior in the laboratory and shorten the trial production period and the trial production cost.

第1の実施例における可視化による沿層および貫層方向の流動挙動測定用金型を分解して示した斜視図である。It is the perspective view which decomposed | disassembled and showed the metal mold | die for the flow behavior measurement of the creeping and penetration direction by visualization in 1st Example. 第1の実施例における沿層および貫層方向の流動挙動測定装置の概略の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the general | schematic structure of the flow behavior measuring apparatus of a creeping direction and a penetration direction in a 1st Example. 第1の実施例における流動面積算出の操作画面の正面図である。It is a front view of the operation screen of flow area calculation in the 1st example. 第1の実施例における流動面積算出のフローチャートである。It is a flowchart of the flow area calculation in a 1st Example. 第1の実施例における流動抵抗値算出の操作画面の正面図である。It is a front view of the operation screen of flow resistance value calculation in the 1st example. 第1の実施例における流動抵抗値算出のフローチャートである。It is a flowchart of the flow resistance value calculation in a 1st Example. 第1の実施例における流動抵抗値算出の出力画面の正面図である。It is a front view of the output screen of flow resistance value calculation in the 1st example. 第1の実施例における流動面積の解析値と実測値の比較結果を示すグラフである。It is a graph which shows the comparison result of the analysis value of a flow area in a 1st Example, and a measured value. 第2の実施例における可視化による沿層および貫層方向の流動挙動測定用金型を分解して示した斜視図である。It is the perspective view which decomposed | disassembled and showed the metal mold | die for the flow behavior measurement of the creeping direction and the penetration direction by visualization in 2nd Example. 第2の実施例における沿層および貫層方向の流動挙動測定装置の概略の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the general | schematic structure of the flow behavior measuring apparatus of a creeping direction and a penetration direction in a 2nd Example. 第3の実施例における可視化による沿層および貫層方向の流動挙動測定用金型を分解して示した斜視図である。It is the perspective view which decomposed | disassembled and showed the metal mold | die for the flow behavior measurement of the creeping direction and the penetration direction by visualization in the 3rd Example. 第3の実施例における沿層および貫層方向の流動挙動測定装置の概略の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the general | schematic structure of the flow behavior measuring apparatus of the creeping direction and a penetration direction in a 3rd Example.

本発明では,減圧容器内に多孔質体を挟み込んだ金型に減圧容器外から流体を注入したり,減圧機構を有し,多孔質体を挟み込んだ金型内に流体を注入したりすることにより,多孔質体における流体の流動挙動を測定する装置およびその方法に関するものである。 In the present invention, fluid is injected from the outside of the vacuum container into the mold sandwiched with the porous body in the decompression container, or the fluid is injected into the mold sandwiched with the porous body having a decompression mechanism. The present invention relates to an apparatus and a method for measuring the flow behavior of a fluid in a porous body.

本発明では,透明素材で形成された金型を用いた可視化測定,または,金型表面に設置した圧力センサによる流体到達の感知によって,多孔質体内の流体の流動挙動(流体の流動面積,または流体到達時間,または流体流動距離など)を測定して得たデータと、微細構造を有する多孔質体を複数の円管からなるポーラス体としてモデル化した含浸成形シミュレーションの解析モデルとを用いて,測定データから求めた多孔質体内の流体の流動挙動(流体の流動面積,または流体到達時間,または流体流動距離など)の測定値を一定の誤差範囲内で再現できるポーラス体の流動抵抗値を決定するようにした。   In the present invention, the flow behavior of the fluid in the porous body (the flow area of the fluid, or the flow of the fluid by the visualization measurement using a mold made of a transparent material or the detection of the fluid arrival by the pressure sensor installed on the mold surface). Using data obtained by measuring fluid arrival time or fluid flow distance) and an analysis model of impregnation molding simulation in which a porous body having a fine structure is modeled as a porous body composed of a plurality of circular pipes, Determine the flow resistance value of the porous body that can reproduce the measured values of the fluid flow behavior (fluid flow area, fluid arrival time, fluid flow distance, etc.) in the porous body determined from the measured data within a certain error range. I tried to do it.

なお,多孔質体の構造によっては,多孔質体における樹脂の流動寸法が最も小さくなる貫層方向と,前記貫層方向と直交する沿層方向では流動挙動が異なる場合がある。この場合には、測定装置において貫層方向と,沿層方向における流体の流動挙動を同時に測定し,含浸成形シミュレーションにおいて,前記流動抵抗値を流体の粘度と断面固有の抵抗値の関数で表し,各方向に対して断面固有の流動抵抗値を独立に設定することもできるようにした。   Depending on the structure of the porous body, the flow behavior may be different between the penetration direction in which the flow dimension of the resin in the porous body is the smallest and the creeping direction orthogonal to the penetration direction. In this case, the flow behavior of the fluid in the penetration direction and the creeping direction is measured at the same time in the measuring device, and in the impregnation molding simulation, the flow resistance value is expressed as a function of the fluid viscosity and the cross-sectional resistance value, The flow resistance value unique to the cross section can be set independently for each direction.

以下,添付の図面を参照しながら,本発明に係る実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

まず,可視化による沿層および貫層方向の流動挙動の測定金型100に付いて図1を用いて説明する。   First, a description will be given of a mold 100 for measuring the flow behavior in the laminar and penetrating directions by visualization with reference to FIG.

測定金型100は、上金型2と、下金型5、多孔質体3及びスペーサ4で構成される。   The measurement mold 100 includes an upper mold 2, a lower mold 5, a porous body 3, and a spacer 4.

上金型2は流体注入孔1を有し,可視光が透過する透明素材で形成されている。下金型5も透明素材で形成されており、上金型2と下金型5との間に多孔質体3を挟みこみ,上金型2と下金型5をクランプすることで多孔質体3を上金型2と下金型5とに密着させて固定する。多孔質体3にはマイカ,ガラス繊維などを固体部材とし,部材間に微細隙間を有する構造体を用いる。クランプにはネジ止め等を用いる。   The upper mold 2 has a fluid injection hole 1 and is formed of a transparent material that transmits visible light. The lower mold 5 is also made of a transparent material, and the porous body 3 is sandwiched between the upper mold 2 and the lower mold 5, and the upper mold 2 and the lower mold 5 are clamped to be porous. The body 3 is fixed in close contact with the upper mold 2 and the lower mold 5. For the porous body 3, a structure having mica, glass fiber or the like as a solid member and having a fine gap between the members is used. Use screws or the like for the clamp.

なお,上金型2と下金型5の透明素材として,アクリル,ポリカーボネートなどの有機材料,ガラスなどの無機材料を用いることができる。   As the transparent material for the upper mold 2 and the lower mold 5, an organic material such as acrylic or polycarbonate, or an inorganic material such as glass can be used.

多孔質体3の厚さ調整が必要な場合には上金型2と下金型5の間に挟むスペーサ4の厚さを調整することで多孔質体3の厚さ調整を行う。これにより,多孔質体の圧縮率を任意に調節できる。スペーサ4には減圧用の開口部6を設けてある。真空ポンプ(図2参照)を用いてスペーサ4と上金型2と下金型5とで囲まれた空間を開口部6から排気することにより,多孔質体3の内部を減圧する。   When it is necessary to adjust the thickness of the porous body 3, the thickness of the porous body 3 is adjusted by adjusting the thickness of the spacer 4 sandwiched between the upper mold 2 and the lower mold 5. Thereby, the compression rate of a porous body can be adjusted arbitrarily. The spacer 4 is provided with an opening 6 for decompression. The inside of the porous body 3 is depressurized by evacuating the space surrounded by the spacer 4, the upper mold 2 and the lower mold 5 from the opening 6 using a vacuum pump (see FIG. 2).

次に,多孔質体の沿層および貫層方向の流動挙動測定装置200について図2を用いて説明する。   Next, an apparatus 200 for measuring the flow behavior of the porous body in the laminating and penetrating directions will be described with reference to FIG.

流動挙動測定装置200は、図1で説明した流動挙動の測定金型100を内部に配置する減圧容器10と真空ポンプ11、上下1対のビデオカメラ12-1と12-2、流体注入用バルブ13、減圧バルブ14、減圧容器10の外部から注入液体9を減圧容器10の内部に配置された測定金型100の内部に流体注入口1から流入させるためのチューブ15、一対の支持台16、一対のブロック18、制御部210、及び処理ユニット220を備えて構成される。   The flow behavior measuring apparatus 200 includes a pressure reducing container 10 and a vacuum pump 11 in which the flow behavior measuring mold 100 described in FIG. 1 is disposed, a pair of upper and lower video cameras 12-1 and 12-2, and a fluid injection valve. 13, a decompression valve 14, a tube 15 for allowing the injection liquid 9 to flow from the outside of the decompression container 10 into the measurement mold 100 disposed inside the decompression container 10 from the fluid inlet 1, a pair of support bases 16, A pair of blocks 18, a control unit 210, and a processing unit 220 are provided.

減圧容器10と真空ポンプ11とは、真空配管17で接続されており、真空配管17の中間に減圧バルブ14が取付けられていて減圧容器10と真空ポンプ11との間の排気経路の開閉を行う。   The decompression container 10 and the vacuum pump 11 are connected by a vacuum pipe 17, and a decompression valve 14 is attached in the middle of the vacuum pipe 17 to open and close the exhaust path between the decompression container 10 and the vacuum pump 11. .

流体注入用バルブ13は制御部210で制御されて、チューブ15の内部に供給した注入液体9が減圧容器10の内部に配置された測定金型100の内部に流入する量を制御する。   The fluid injection valve 13 is controlled by the control unit 210 to control the amount of the injection liquid 9 supplied into the tube 15 flowing into the measurement mold 100 disposed inside the decompression vessel 10.

減圧容器10の上面10-1と下面10-2とは可視光を透過する材料で形成されている。減圧容器10は一対のブロック18上に載置され、減圧容器10の上面10-1を介して減圧容器10の上方からビデオカメラ12-1で測定金型100に収納されている多孔質体3の上面が撮像される。また、減圧容器10の下面10-2を介して減圧容器10の下方からビデオカメラ12-2で測定金型100に収納されている多孔質体3の下面が撮像される。   The upper surface 10-1 and the lower surface 10-2 of the decompression vessel 10 are formed of a material that transmits visible light. The decompression vessel 10 is placed on a pair of blocks 18, and the porous body 3 accommodated in the measurement mold 100 by the video camera 12-1 from above the decompression vessel 10 through the upper surface 10-1 of the decompression vessel 10. The upper surface of is imaged. Further, the lower surface of the porous body 3 housed in the measurement mold 100 is imaged by the video camera 12-2 from below the decompression vessel 10 through the lower surface 10-2 of the decompression vessel 10.

処理ユニット220は、記憶部221、画像処理部222、演算部223及び表示画面225を備えた入出力部224を備えている。
次に、流動挙動測定装置200の操作方法を説明する。
まず、ビデオカメラ12-1と12−2とを、それぞれ多孔質体3の全領域が視野内に入るように,減圧容器10の上方及び下方に設置する。多孔質体3が厚く高密度で,沿層方向と貫層方向の流動に大きな差がある場合は,ビデオカメラ12-1と12−2とを用いて撮像する。2台のビデオカメラ12-1と12−2との同期は制御部210で制御する。
The processing unit 220 includes an input / output unit 224 including a storage unit 221, an image processing unit 222, a calculation unit 223, and a display screen 225.
Next, an operation method of the flow behavior measuring apparatus 200 will be described.
First, the video cameras 12-1 and 12-2 are installed above and below the decompression vessel 10 so that the entire area of the porous body 3 falls within the field of view. When the porous body 3 is thick and dense and there is a large difference in the flow in the creeping direction and the penetration direction, imaging is performed using the video cameras 12-1 and 12-2. The synchronization between the two video cameras 12-1 and 12-2 is controlled by the control unit 210.

次に、流動挙動の測定用の金型100を減圧容器10内の支持台16上に設置した状態で金型100の流体注入孔1と接続するチューブ15の途中に設置した流体注入用バルブ13を閉める。この状態で減圧容器10の外からチューブ15内に注入流体9を注ぎ,チューブ15内の流体注入用バルブ13で停留させる。   Next, the fluid injection valve 13 installed in the middle of the tube 15 connected to the fluid injection hole 1 of the mold 100 in a state where the mold 100 for measuring the flow behavior is installed on the support 16 in the decompression vessel 10. Close. In this state, the injection fluid 9 is poured into the tube 15 from the outside of the decompression vessel 10 and is stopped by the fluid injection valve 13 in the tube 15.

次に、制御部210から指示を出して減圧バルブ14を開き,真空ポンプ11を始動させて減圧容器10の内部を真空排気する。減圧容器10の内部の圧力値を減圧容器10に取付けた真空計8で読み取り,制御部210で真空計8の出力をモニタし,設定値に達したら,減圧バルブ15を閉じ,真空ポンプ11のスイッチを切る。真空計8の設定値は50kPa以下が望ましい。このとき、測定金型100の内部は開口部6から排気されて、減圧容器10の内部とほぼ同じ圧力になっている。この状態でビデオカメラ12-1及び12−2を作動させて多孔質体3の録画を開始する。   Next, an instruction is issued from the control unit 210, the decompression valve 14 is opened, the vacuum pump 11 is started, and the inside of the decompression vessel 10 is evacuated. The pressure value inside the decompression vessel 10 is read by the vacuum gauge 8 attached to the decompression vessel 10, the output of the vacuum gauge 8 is monitored by the control unit 210, and when the set value is reached, the decompression valve 15 is closed and the vacuum pump 11 turn off the switch. The set value of the vacuum gauge 8 is desirably 50 kPa or less. At this time, the inside of the measurement mold 100 is exhausted from the opening 6, and the pressure is almost the same as the inside of the decompression vessel 10. In this state, the video cameras 12-1 and 12-2 are operated to start recording of the porous body 3.

次に、制御部210から指示を出して流体注入バルブ13を開け,チューブ15から注入流体9を流体注入口1を介して測定金型100内に注入する。この注入流体9を測定金型100の内部に注入している状態をビデオカメラ12-1及び12−2で撮影した動画データおよび録画開始から、流体注入バルブ13を開け、注入流体9の測定金型100の内部への注入が完了するまでの時間は制御部210を介して記憶部221に保存される。   Next, an instruction is issued from the control unit 210, the fluid injection valve 13 is opened, and the injection fluid 9 is injected from the tube 15 into the measurement mold 100 through the fluid injection port 1. From the video data 12-1 and 12-2 taken with the video cameras 12-1 and 12-2 and the start of recording, the fluid injection valve 13 is opened and the measurement fluid of the injection fluid 9 is measured. The time until the injection into the mold 100 is completed is stored in the storage unit 221 via the control unit 210.

ここで,注入流体9は,図示していない加圧機構をチューブ15に取り付けることにより、加圧された状態で測定金型100の内部に注入させることもできる。また,注入流体9は着色水,エポキシ樹脂などの有機材料を用いることができる。   Here, the injection fluid 9 can be injected into the measurement mold 100 in a pressurized state by attaching a pressurization mechanism (not shown) to the tube 15. The injection fluid 9 can be an organic material such as colored water or epoxy resin.

以上では,2ヶ所からの動画撮影する例を示したが,本発明はこれだけに限定されるものではなく,1つ以上の動画または静止画撮影で記録することでも実現可能である。   In the above, an example of moving image shooting from two locations has been shown, but the present invention is not limited to this, and can be realized by recording one or more moving images or still image shooting.

次にビデオカメラ12-1,12-2で撮影した動画データから各時間の流動面積を計算する手法の一例を図4を用いて説明する。   Next, an example of a method for calculating the flow area at each time from moving image data photographed by the video cameras 12-1 and 12-2 will be described with reference to FIG.

流動面積の計算は図3で示す操作構成で図4のフローを備えたソフトウェアが画像処理部222で実行されることにより,機能する。   The calculation of the flow area functions when the image processing unit 222 executes software having the operation configuration shown in FIG.

処理ユニット220の画像処理部222は図4で示すフローチャートに従い,計算を実行する。結果を記憶部221に記憶させた後,入出力部224の表示画面225に表示する。   The image processing unit 222 of the processing unit 220 executes calculation according to the flowchart shown in FIG. After the result is stored in the storage unit 221, the result is displayed on the display screen 225 of the input / output unit 224.

図示していないが,入出力部224には,当然キーボードやマウス等の入力デバイスを備えている。   Although not shown, the input / output unit 224 is naturally provided with an input device such as a keyboard and a mouse.

次に,図4のフローチャートに沿って動画データから各時間の流動面積を計算する。
まず,準備段階として、記録された動画データを呼び出すように,オペレータに催促する表示301を表示画面225に表示し,記憶部221からこれらのデータを読み出す。さらに,ビデオカメラ12-1,12-2の録画開始から流体注入バルブ13を開けるまでの測定時間と静止画への分割時間を入力するように,オペレータに催促する表示302を表示画面225に表示し,入出力部224からこれらのデータを受け付け,画像処理部222で動画から指定時間毎の静止画データを作成する。作成した静止画データは,記憶部221に保存する。
Next, the flow area at each time is calculated from the moving image data according to the flowchart of FIG.
First, as a preparation stage, a display 301 for prompting the operator to display the recorded moving image data is displayed on the display screen 225, and these data are read from the storage unit 221. Further, the display screen 225 displays a display 302 that prompts the operator to input the measurement time from the start of recording of the video cameras 12-1 and 12-2 to the opening of the fluid injection valve 13 and the division time into still images. Then, these data are received from the input / output unit 224, and the image processing unit 222 creates still image data for each specified time from the moving image. The created still image data is stored in the storage unit 221.

これで準備段階を終了し、次に図4に示したフローに従ってデータ処理を行う。なお、ここでは説明を簡単にするために、多孔質体3における流体の流動挙動が貫層方向(多孔質体3の厚み方向)と貫層方向と直交する沿層方向(多孔質体3の表面に沿った方向)とで同じであると仮定して説明する。   This completes the preparation stage, and data processing is then performed according to the flow shown in FIG. In order to simplify the explanation, the fluid flow behavior in the porous body 3 is a penetration direction (thickness direction of the porous body 3) and a layering direction (of the porous body 3) perpendicular to the penetration direction. (Direction along the surface) is assumed to be the same.

まず記憶部221に保存されている注入前の静止画データを1枚選び,ソフトウェア上に読み込むように,オペレータに催促する表示303を表示画面225に表示し,入出力部224からこのデータを受け付ける(S101)。   First, one piece of still image data before injection stored in the storage unit 221 is selected and displayed on the display screen 225 to prompt the operator to read it on the software, and this data is received from the input / output unit 224. (S101).

次に,ステップ101で読み込んだ静止画の1画素の寸法をソフトウェア上で入力するように,オペレータに催促する表示304を表示画面225に表示し,入出力部224からこのデータを受け付ける(S102)。   Next, a display 304 that prompts the operator to display the size of one pixel of the still image read in step 101 on the software is displayed on the display screen 225, and this data is received from the input / output unit 224 (S102). .

更に,記憶部221に保存されている注入後の静止画データを1枚選び,ソフトウェア上に読み込むように,オペレータに催促する表示305を表示画面225に表示し,入出力部224からこのデータを受け付ける(S103)。   In addition, one post-injection still image data stored in the storage unit 221 is selected and displayed on the display screen 225 to prompt the operator to read it on the software, and this data is input from the input / output unit 224. Accept (S103).

次に,S101のステップで読み込んだ注入前の静止画データとステップ103で読み込んだ注入後の静止画データの輝度値の差分画像データを作成し,表示画面225上で差分画像表示306を指示することにより作成した差分画像を表示画面225の画像表示領域320に出力する(S104)。差分画像を用いることで,注入前と変化のない流体以外の領域では,輝度値はゼロになるため,輝度値がゼロより大きくなる流体領域を明確に表すことができる。   Next, difference image data between the brightness values of the still image data before injection read in step S101 and the still image data after injection read in step 103 is created, and a difference image display 306 is designated on the display screen 225. The difference image thus created is output to the image display area 320 of the display screen 225 (S104). By using the difference image, the luminance value is zero in the region other than the fluid that has not changed before the injection, and therefore, the fluid region in which the luminance value is greater than zero can be clearly represented.

次に,S104のステップで作成した差分画像データに対し,輝度値の閾値を入力するように,オペレータに催促する表示307を表示画面225に表示し,入出力部224からこのデータを受け付ける(S105)。画像処理部222において入力した閾値により,流動領域のみを抽出した画像を作成し,表示画面225上で流動領域表示308を指示することにより表示画面225の画像表示領域320に出力する。   Next, a display 307 prompting the operator to input the threshold value of the brightness value is displayed on the display screen 225 for the difference image data created in step S104, and this data is received from the input / output unit 224 (S105). ). Based on the threshold value input in the image processing unit 222, an image in which only the fluid region is extracted is created, and the fluid region display 308 is instructed on the display screen 225, and is output to the image display region 320 of the display screen 225.

次に,S105のステップで作成した流動領域のみの画像の画素数をカウントするように,オペレータに催促する表示309を表示画面225に表示し,入出力部224からこのデータを受け付ける(S106)。画像処理部222においてステップ102で計算した1画素の寸法を代入し,流動面積を計算して,記憶部221に保存する。   Next, a display 309 for prompting the operator is displayed on the display screen 225 so as to count the number of pixels of the image of only the flow region created in step S105, and this data is received from the input / output unit 224 (S106). In the image processing unit 222, the size of one pixel calculated in step 102 is substituted, and the flow area is calculated and stored in the storage unit 221.

次に,未計算の静止画データ数のカウントするように,オペレータに催促する表示310を表示画面225に表示し,入出力部224からこのデータを受け付ける(S107)。未計算の静止画データ数がゼロの場合は計算を終了する(S108)。一方,未計算の静止画データ数がゼロでない場合は,ステップ103に戻り,次の注入後の静止画データを選び,ステップ104〜107の操作を繰り返す。
以上では,流動面積の計算方法の例を示したが,本発明はこれだけに限定されるものではなく,流体到達時間,流体流動距離も求めることができる。
Next, a display 310 for prompting the operator is displayed on the display screen 225 so as to count the number of uncalculated still image data, and this data is received from the input / output unit 224 (S107). When the number of uncalculated still image data is zero, the calculation is terminated (S108). On the other hand, if the number of uncalculated still image data is not zero, the process returns to step 103, the still image data after the next injection is selected, and the operations of steps 104 to 107 are repeated.
Although the example of the calculation method of the flow area has been described above, the present invention is not limited to this, and the fluid arrival time and the fluid flow distance can also be obtained.

上記したフローの説明では、表示画面225上で対話形式で処理を進める処理であったが、本発明はこれに限るものではなく、表示画面225上からの入力を行わずに一連の処理を自動で行うことも可能である。   In the above description of the flow, the process is a process in which the process is advanced on the display screen 225 in an interactive manner. However, the present invention is not limited to this, and a series of processes are automatically performed without performing an input from the display screen 225. It is also possible to do this.

図4に示した処理フローを実行することにより得られた流動面積の時間,または流体到達時間,または流体流動距離を用いて,シミュレーションから多孔質体の流動抵抗値を求める方法を説明する。   A method of obtaining the flow resistance value of the porous body from the simulation using the flow area time, fluid arrival time, or fluid flow distance obtained by executing the processing flow shown in FIG. 4 will be described.

流動抵抗値の計算は図5で示す操作構成で,図6のフローを備えたソフトウェアが実行されることにより,機能する。   The calculation of the flow resistance value has the operation configuration shown in FIG. 5 and functions when the software having the flow of FIG. 6 is executed.

モデル形状作成ステップS201では,解析モデル構築をオペレータに催促する表示501を表示画面225に表示し,入出力部224から入力されて特定された解析対象モデル,つまり,流動挙動の測定装置の前記金型と前記多孔質体の形状データを演算部223においてソフトウェア上で構築する。   In the model shape creation step S201, a display 501 for prompting the operator to construct an analysis model is displayed on the display screen 225, and the analysis target model input from the input / output unit 224 is identified, that is, the gold of the flow behavior measuring device. The mold and the shape data of the porous body are constructed on software in the calculation unit 223.

次に,3次元ソリッド要素作成のステップS202では,有限要素形状作成をオペレータに催促する表示502を表示画面225に表示し,入出力部224から入力された指示に基づいて演算部223においてS201のステップで作成したモデル形状を複数の特定空間(3次元ソリッドの有限要素)に分解し,各有限要素の形状データを作成する。   Next, in step S202 for creating a three-dimensional solid element, a display 502 for prompting the operator to create a finite element shape is displayed on the display screen 225. Based on an instruction input from the input / output unit 224, the calculation unit 223 performs step S201. The model shape created in the step is decomposed into a plurality of specific spaces (three-dimensional solid finite elements), and shape data of each finite element is created.

次に,流体の物性値入力ステップS203では,注入する流体の物性値である密度,粘度を入力するように,オペレータに催促する表示503を表示画面225に表示し,入出力部224からこれらのデータを受け付ける。流体として樹脂を用いる場合には時間の関数である粘度式(数1)を入力する。ここで,η;粘度,η0;初期粘度,t;時間,T;温度,A,tg;材料固有の定数とする。 Next, in the physical property value input step S203 of the fluid, a display 503 prompting the operator to input the density and viscosity, which are the physical property values of the fluid to be injected, is displayed on the display screen 225, and these are input from the input / output unit 224. Accept data. When resin is used as the fluid, a viscosity equation (Equation 1) that is a function of time is input. Where η; viscosity, η 0 ; initial viscosity, t; time, T; temperature, A, t g ;

Figure 2011136483
Figure 2011136483

次に,境界条件入力ステップS204において,オペレータに対して,3次元ソリッド要素内に流体が流入する際の流体圧力,金型内圧力,金型温度などの境界条件を入力するように,オペレータに催促する表示504を表示画面225に表示し,入出力部224からこれらのデータを受け付ける。   Next, in the boundary condition input step S204, the operator is requested to input boundary conditions such as fluid pressure, pressure in the mold, and mold temperature when the fluid flows into the three-dimensional solid element. A display 504 for prompting is displayed on the display screen 225, and these data are received from the input / output unit 224.

次に,設定値入力ステップS205において,図4のS101からS108までのステップで保存した流動面積,または流体到達時間,または流体流動距離の測定値と解析値との誤差の設定値を入力するように,オペレータに催促する表示505を表示画面225に表示し,入出力部224からこれらのデータを受け付ける。   Next, in the set value input step S205, the set value of the error between the measured value of the flow area, fluid arrival time, or fluid flow distance stored in the steps S101 to S108 in FIG. 4 and the analysis value is input. In addition, a display 505 prompting the operator is displayed on the display screen 225, and these data are received from the input / output unit 224.

次に,多孔質体の流動抵抗値を規定する断面固有の抵抗値入力ステップS206において,オペレータに対して,多孔質体の断面固有の抵抗値を入力するように,オペレータに催促する表示506を表示画面225に表示し,入出力部224からこれらのデータを受け付ける。   Next, in the cross-section specific resistance value input step S206 for defining the flow resistance value of the porous body, a display 506 for prompting the operator to input the cross-section specific resistance value of the porous body is displayed. The data is displayed on the display screen 225, and these data are received from the input / output unit 224.

ステップS207で,流動抵抗値は粘度と断面固有の抵抗値の関数として, (数2)で算出する。ここで,K;流動抵抗値,η;粘度,t;時間,T;温度,β;断面固有の抵抗値とする。   In step S207, the flow resistance value is calculated by (Expression 2) as a function of the viscosity and the inherent resistance value of the cross section. Here, K: Flow resistance value, η: Viscosity, t: Time, T: Temperature, β: Cross section specific resistance value.

Figure 2011136483
Figure 2011136483

βは互いに直交する3方向に対して独立に設定可能であり,この値を規定することで各時間および各温度における各方向の流動抵抗値を規定できる。 β can be set independently in three directions orthogonal to each other, and by defining this value, the flow resistance value in each direction at each time and at each temperature can be defined.

また,流動抵抗値から規定される単位体積当りの流動抵抗力は流動方向と逆方向に作用し, (数3)で表すことができる。ここで,ρ;流体密度,K;流動抵抗値,t;時間,T;温度,u;流速とする。   In addition, the flow resistance force per unit volume specified from the flow resistance value acts in the direction opposite to the flow direction, and can be expressed by (Equation 3). Here, ρ is the fluid density, K is the flow resistance value, t is the time, T is the temperature, and u is the flow velocity.

Figure 2011136483
Figure 2011136483

ステップS208として,流動解析の開始をオペレータに催促する表示507を表示画面225に表示し,演算部223で指示を受け付け、この指示に基づいて,記憶部221に格納された連続の式 (数4)および運動方程式 (数5)を呼び出し,これまで入力を受け付けた,流体の密度,粘度,流体圧力,金型内圧力,金型温度,断面固有の抵抗値を代入し,注入流体が流動する際の,速度,圧力,密度,粘度,流動体積,流動面積,流動距離,任意位置の流体到達時間を計算する。ここで,u;流速,ρ;流体密度,P;圧力,η;粘度,G;重力加速度,β;断面固有の抵抗値,t;時間,T;温度とする。   In step S208, a display 507 for prompting the operator to start the flow analysis is displayed on the display screen 225, and an instruction is received by the calculation unit 223. Based on this instruction, a continuous formula (Expression 4) stored in the storage unit 221 is received. ) And equation of motion (Equation 5), and the fluid density, viscosity, fluid pressure, pressure inside the mold, mold temperature, and cross section specific resistance values that have been accepted so far are substituted, and the injected fluid flows. Calculate the velocity, pressure, density, viscosity, flow volume, flow area, flow distance, and fluid arrival time at any position. Where u: flow velocity, ρ: fluid density, P: pressure, η: viscosity, G: gravity acceleration, β: cross-sectional resistance, t: time, T: temperature.

Figure 2011136483
Figure 2011136483

Figure 2011136483
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以上では, (数4)および(数5)を用いた計算を行ったが,エネルギ方程式を用いて熱計算も同時に行うことができる。   In the above, calculations using (Equation 4) and (Equation 5) were performed, but thermal calculation can also be performed simultaneously using the energy equation.

ステップS209において,オペレータに対して,図4のS101からS108までのステップで保存した流動挙動の測定装置から画像処理を用いて計算した時間毎の流動面積の測定値を入力するように,オペレータに催促する表示508を表示画面225に表示し,入出力部224からこれらのデータを受け付ける。   In step S209, the operator is prompted to input the measurement value of the flow area for each hour calculated using image processing from the flow behavior measurement device stored in steps S101 to S108 in FIG. A display 508 for prompting is displayed on the display screen 225, and these data are received from the input / output unit 224.

ステップS210において,収束判定をオペレータに催促する表示509を表示画面225に表示し,入出力部224から指示を受け付け、S208のステップで保存した流動解析から求めた各時間の流動面積,または任意の位置の流体到達時間,または時間毎の流体流動距離と,S209のステップで入力した流動面積,また任意の位置の流体到達時間,または時間毎の流体流動距離の測定値との差が設定値以下となる場合は,計算を終了し(S211),求めた流動抵抗値を記憶部221に保存する。一方,設定値より大きくなる場合はステップS206に戻り,断面固有の抵抗値を再設定し,設定値以下となるまで繰り返し計算を行う。   In step S210, a display 509 prompting the operator to determine convergence is displayed on the display screen 225, an instruction is received from the input / output unit 224, and the flow area at each time obtained from the flow analysis stored in step S208, or an arbitrary The difference between the fluid arrival time at the position or the fluid flow distance per hour and the measured flow area input at step S209 or the fluid arrival time at any position or the measured value of the fluid flow distance per time is less than the set value In such a case, the calculation is terminated (S211), and the obtained flow resistance value is stored in the storage unit 221. On the other hand, when it becomes larger than the set value, the process returns to step S206, the resistance value peculiar to the cross section is reset, and the calculation is repeated until it becomes equal to or less than the set value.

なお,S203のステップで入力した粘度式(数1)として,樹脂反応率,またはせん断速度を含む関数も用いることができ,一定粘度の計算もできるものとする。   It should be noted that a function including a resin reaction rate or a shear rate can be used as the viscosity equation (Equation 1) input in step S203, and a constant viscosity can be calculated.

なお,S210のステップで算出した流動抵抗値Kは粘度ηと断面固有の係数βの積としたが,本発明はこれだけに限定されるものではなく,少なくとも粘度ηと断面固有の係数βを含む任意の関数とし,せん断速度なども含むことができる。   The flow resistance value K calculated in step S210 is the product of the viscosity η and the cross-section specific coefficient β. However, the present invention is not limited to this and includes at least the viscosity η and the cross-section specific coefficient β. It can be an arbitrary function, including shear rate.

前記の流動抵抗値算出方法により決定した断面固有の抵抗値および流動抵抗値は図7の表示701,702に示すように計算結果として出力される。   The inherent resistance value and the flow resistance value determined by the above-described flow resistance value calculation method are output as calculation results as shown in displays 701 and 702 in FIG.

計算が終了すると結果出力をオペレータに催促する表示510を表示画面225に表示し,入出力部224から指示を受け付け、表示画面225の画像表示部520に計算の結果を表示する。   When the calculation is completed, a display 510 prompting the operator to output the result is displayed on the display screen 225, an instruction is received from the input / output unit 224, and the calculation result is displayed on the image display unit 520 of the display screen 225.

この計算による結果の一例として,多孔質体にガラスクロスを用いた時の流動抵抗値の導出について以下に示す。ガラスクロス(幅;140 mm,長さ;140 mm,厚さ;0.145 mm,密度;1.02 g/cm)を下金型上に2枚積層し,上金型を乗せて固定した。上下面での流動面積に大きな差が無かったため,(数2)の断面固有の抵抗値βは沿層方向と貫層方向とも同じ値とした。流動挙動の測定装置を用いた実験は常温(25℃)で行い,流体は着色水(密度;0.99705 g/cm3, 粘度;0.00089 Pa・s)を用いた。減圧条件は0.25気圧( atm)と0.75 atmの2条件で行った。流動面積の実測値と解析値の誤差の設定値を5%以下とし,繰り返し計算の結果,断面固有の抵抗値β=2.9×106 cm/g,流動抵抗値K=2.6×104 1/sとなった。 As an example of the result of this calculation, the derivation of the flow resistance value when a glass cloth is used for the porous body is shown below. Two glass cloths (width: 140 mm, length: 140 mm, thickness: 0.145 mm, density: 1.02 g / cm) were stacked on the lower mold, and the upper mold was placed and fixed. Since there was no significant difference in the flow area between the upper and lower surfaces, the resistance value β specific to the cross section in (Equation 2) was set to the same value in both the creeping direction and the penetration direction. The experiment using the flow behavior measuring device was performed at room temperature (25 ° C), and the fluid used was colored water (density; 0.99705 g / cm 3 , viscosity; 0.00089 Pa · s). Depressurization was performed under two conditions of 0.25 atm (atm) and 0.75 atm. The set value of the error between the measured value of the flow area and the analysis value is 5% or less, and as a result of repeated calculations, the cross-section specific resistance value β = 2.9 × 10 6 cm / g, the flow resistance value K = 2.6 × 10 4 1 / It became s.

図8はビデオカメラ12-2により測定金型100の下面からの撮影によって求めた流動面積の実測値と解析値との比較を示している。図中の実線および破線が計算によって決定した流動抵抗値を導入したときの流動面積の変化であり,実線は容器内圧力を0.25 atm,破線は0.75 atmとしたときの解析値である。一方,プロット点は流動挙動の測定装置から求めた流動面積の実測値であり,菱形点は容器内圧力を0.25 atm,三角点は0.75 atmとしたときの結果である。   FIG. 8 shows a comparison between an actual measurement value and an analysis value of the flow area obtained by photographing from the lower surface of the measurement mold 100 with the video camera 12-2. The solid line and broken line in the figure represent the change in flow area when the flow resistance value determined by calculation is introduced. The solid line is the analysis value when the vessel pressure is 0.25 atm and the broken line is 0.75 atm. On the other hand, the plot points are the actual values of the flow area obtained from the flow behavior measurement device, the diamond points are the results when the pressure in the container is 0.25 atm, and the triangle points are 0.75 atm.

以上では,着色水を用いた例を示したが,本発明はこれだけに限定されるものではなく,流体はエポキシ,フェノールなどの高分子材料を用いることができる。   In the above, although the example using colored water was shown, this invention is not limited only to this, Polymer materials, such as an epoxy and a phenol, can be used for a fluid.

以上では,多孔質体にガラスクロスを用いたが,本発明はこれだけに限定されるものではなく,集成マイカ,はがしマイカなども用いることもできる。   In the above, glass cloth is used for the porous body, but the present invention is not limited to this, and laminated mica, peeled mica, and the like can also be used.

以上では,着色水を用いた流体粘度一定の例を示したが,本発明はこれだけに限定されるものではなく,任意の流体の粘度変化式を用いることもできる。   In the above, an example in which the fluid viscosity is constant using colored water has been shown. However, the present invention is not limited to this, and a viscosity change equation of an arbitrary fluid can also be used.

なお,上記実施例においては、説明を簡単にするために、多孔質体3における流体の流動挙動が貫層方向(多孔質体3の厚み方向)と貫層方向と直交する沿層方向(多孔質体3の表面に沿った方向)とで同じであるとして、ビデオカメラ12-1又は12-2の何れかで撮像した画像を用いて処理する場合について説明した。しかし、多孔質体3の構造によっては,多孔質体3における流体の流動寸法が最も小さくなる貫層方向(多孔質体3の厚み方向)と,前記貫層方向と直交する沿層方向(多孔質体3の表面に沿った方向)では流動挙動が異なる場合がある。この場合には、測定装置200においてビデオカメラ12-1と12-2により多孔質体の上下面を同時に測定した画像から貫層方向(下金型5の方向からビデオカメラ12-2で撮像して得た画像)と,沿層方向(上金型2の方向からビデオカメラ12-1で撮像して得た画像)における流体の流動挙動を同時に測定し,含浸成形シミュレーションにおいて,前記流動抵抗値を流体の粘度と断面固有の抵抗値の関数で表し,各方向に対して断面固有の抵抗値を独立に設定することもできる。   In the above embodiment, for simplicity of explanation, the fluid flow behavior in the porous body 3 is the penetration direction (porous direction of the porous body 3) and the penetration direction (porous) perpendicular to the penetration direction. The case where processing is performed using an image captured by either the video camera 12-1 or 12-2 is described as being the same in the direction along the surface of the material 3). However, depending on the structure of the porous body 3, the penetration direction (thickness direction of the porous body 3) in which the fluid flow dimension in the porous body 3 is the smallest and the formation direction (porous) perpendicular to the penetration direction. The flow behavior may differ in the direction along the surface of the mass 3. In this case, from the image of the measurement apparatus 200 simultaneously measuring the upper and lower surfaces of the porous body by the video cameras 12-1 and 12-2, the image is taken by the video camera 12-2 from the penetration direction (from the direction of the lower mold 5). Image) and the flow behavior of the fluid in the creeping direction (image captured by the video camera 12-1 from the direction of the upper mold 2) are measured simultaneously, and the flow resistance value is measured in the impregnation molding simulation. Can be expressed as a function of the viscosity of the fluid and the resistance value specific to the cross section, and the resistance value specific to the cross section can be set independently for each direction.

本実施例によれば、測定金型を減圧容器内に設置するだけで容易に測定金型の内部を減圧することができ、多孔質体3における流体の流動挙動の観察が容易に行える。その結果、多孔質体における流体の流動挙動をシミュレーションにより短時間で精度良く求めることができるようになり、設計・開発期間を短縮することが可能になった。   According to the present embodiment, the inside of the measurement mold can be easily depressurized simply by installing the measurement mold in the decompression vessel, and the fluid flow behavior in the porous body 3 can be easily observed. As a result, the flow behavior of the fluid in the porous body can be obtained accurately in a short time by simulation, and the design and development period can be shortened.

第1の実施例においては、測定金型100を減圧容器10の内部に設置して減圧容器10の内部を真空排気する構成であったが、本実施例においては、減圧容器10を用いずに、測定金型900に真空排気手段を直接取付けた構成とした。その構成を図9と図10とに示す。   In the first embodiment, the measurement mold 100 is installed inside the decompression vessel 10 and the inside of the decompression vessel 10 is evacuated, but in this embodiment, the decompression vessel 10 is not used. The vacuum evacuation means was directly attached to the measurement mold 900. The configuration is shown in FIG. 9 and FIG.

図9に示した構成において、測定金型900は、流体注入孔91が設けられた上金型92と、下金型95、多孔質体93、スペーサ94及び真空計97で構成される。真空計97がスペーサ94に直接取り付けられている点が実施例1の場合と異なる。   In the configuration shown in FIG. 9, the measurement mold 900 includes an upper mold 92 provided with a fluid injection hole 91, a lower mold 95, a porous body 93, a spacer 94, and a vacuum gauge 97. The point that the vacuum gauge 97 is directly attached to the spacer 94 is different from the case of the first embodiment.

本実施例においては、実施例1と同様に、上金型92と下金型95とは可視光が透過する透明素材で形成されている。また、多孔質体93にはマイカ,ガラス繊維などを固体部材とし,部材間に微細隙間を有する構造体を用いる点でも実施例1と同じである。   In the present embodiment, as in the first embodiment, the upper mold 92 and the lower mold 95 are formed of a transparent material that transmits visible light. Further, the porous body 93 is the same as that of the first embodiment in that mica, glass fiber or the like is used as a solid member and a structure having a fine gap between the members is used.

次に,本実施例における流動挙動測定装置1000の構成を図10に示す。実施例1で説明した図2に示した構成との違いは、減圧容器10がなく、真空ポンプ11と接続する排気管1017が測定金型900のスペーサ94の開口部96と直接接続されている点である。
その他の構成および動作、流動解析の手順は実施例1の場合と同様なので、説明を省略する。
Next, the structure of the flow behavior measuring apparatus 1000 in the present embodiment is shown in FIG. The difference from the configuration shown in FIG. 2 described in the first embodiment is that there is no decompression vessel 10 and the exhaust pipe 1017 connected to the vacuum pump 11 is directly connected to the opening 96 of the spacer 94 of the measurement mold 900. Is a point.
Other configurations, operations, and flow analysis procedures are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

本実施例によれば、大掛かりな減圧容器を用いずに測定金型の内部を減圧することができ、多孔質体3における流体の流動挙動の観察が容易に行える。その結果、多孔質体における流体の流動挙動をシミュレーションにより短時間で精度良く求めることができるようになり、設計・開発期間を短縮することが可能になった。   According to the present embodiment, the inside of the measurement mold can be decompressed without using a large decompression vessel, and the fluid flow behavior in the porous body 3 can be easily observed. As a result, the flow behavior of the fluid in the porous body can be obtained accurately in a short time by simulation, and the design and development period can be shortened.

前記の可視化用金型の代わりに,多孔質体と接触する金型表面に複数の圧力センサを用いて,流動状態のセンシングおよび流動抵抗値の算出方法について説明する。   A method for sensing the flow state and calculating the flow resistance value using a plurality of pressure sensors on the surface of the mold that is in contact with the porous body instead of the above-described visualization mold will be described.

この場合,金型構造を図11に示した測定金型1100のように変更し,図12に示した流動挙動測定装置1200に組み込む。   In this case, the mold structure is changed to a measurement mold 1100 shown in FIG. 11 and incorporated in the flow behavior measuring apparatus 1200 shown in FIG.

まず,圧力センサによる沿層方向および貫層方向の流動挙動測定用金型1100の構成について図11を用いて説明する。   First, the structure of the flow behavior measuring mold 1100 in the laminating direction and the laminating direction by the pressure sensor will be described with reference to FIG.

多孔質体23と接触する金型表面の複数の箇所(図11の例では下金型に5箇所)に圧力センサ28-1〜28-5を埋設した上金型22と下金型25で,多孔質体23を挟み込み固定する。圧力センサは下金型だけでなく,上金型にも設置できる。上金型22には流体注入孔21が形成されている。多孔質体23の厚さ調整が必要な場合にはスペーサ24を上金型22と下金型25の間に設置し,スペーサ24を介して上金型22と下金型25をクランプする。
スペーサ24には減圧用の開口部26が設けられている。
An upper mold 22 and a lower mold 25 in which pressure sensors 28-1 to 28-5 are embedded at a plurality of locations (5 locations in the lower mold in the example of FIG. 11) that are in contact with the porous body 23. The porous body 23 is sandwiched and fixed. The pressure sensor can be installed not only in the lower mold but also in the upper mold. A fluid injection hole 21 is formed in the upper mold 22. When it is necessary to adjust the thickness of the porous body 23, the spacer 24 is installed between the upper mold 22 and the lower mold 25, and the upper mold 22 and the lower mold 25 are clamped via the spacer 24.
The spacer 24 is provided with an opening 26 for pressure reduction.

次に,この図11に示した構成の測定金型1100を多孔質体の沿層および貫層方向の流動挙動測定装置1200について図12を用いて説明する。   Next, the measuring tool 1100 having the configuration shown in FIG. 11 will be described with reference to FIG.

流動挙動測定装置1200は、図11で説明した流動挙動の測定金型1100を内部に配置する減圧容器1210と真空ポンプ1211、流体注入用バルブ1213、減圧バルブ1214、減圧容器1210の外部から注入液体1209を減圧容器1210の内部に配置された測定金型1100の内部に流体注入口21から流入させるためのチューブ1215、一対の支持台1216、一対のブロック1218、制御部1230、及び処理ユニット1240を備えて構成される。   The flow behavior measuring apparatus 1200 includes a decompression vessel 1210 and a vacuum pump 1211 in which the flow behavior measurement mold 1100 described in FIG. 11 is disposed, a fluid injection valve 1213, a decompression valve 1214, and an injection liquid from outside the decompression vessel 1210. A tube 1215, a pair of support bases 1216, a pair of blocks 1218, a control unit 1230, and a processing unit 1240 for allowing 1209 to flow into the measurement mold 1100 disposed inside the decompression vessel 1210 from the fluid inlet 21. It is prepared for.

減圧容器1210と真空ポンプ1211とは、真空配管1217で接続されており、真空配管1217の中間に減圧バルブ1214が取付けられていて減圧容器1210と真空ポンプ1211との間の排気経路の開閉を行う。   The decompression vessel 1210 and the vacuum pump 1211 are connected by a vacuum pipe 1217, and a decompression valve 1214 is attached in the middle of the vacuum pipe 1217 to open and close the exhaust path between the decompression vessel 1210 and the vacuum pump 1211. .

流体注入用バルブ1213は制御部1230で制御されて、チューブ1215の内部に供給した注入液体1209が減圧容器1210の内部に配置された測定金型1100の内部に流入する量を制御する。   The fluid injection valve 1213 is controlled by the control unit 1230 to control the amount of the injection liquid 1209 supplied into the tube 1215 into the measurement mold 1100 disposed in the decompression vessel 1210.

減圧容器1210は一対のブロック1218上に載置されている。
処理ユニット1240は、記憶部1241、演算部1243及び表示画面1245を備えた入出力部1244を備えている。
測定金型1100の上金型22と下金型25とに埋設された圧力センサ28の出力信号は、制御部1230に入力され、処理ユニット1240の演算部1243に送られて処理される。
The decompression container 1210 is placed on a pair of blocks 1218.
The processing unit 1240 includes an input / output unit 1244 including a storage unit 1241, a calculation unit 1243, and a display screen 1245.
The output signal of the pressure sensor 28 embedded in the upper mold 22 and the lower mold 25 of the measurement mold 1100 is input to the control unit 1230 and sent to the calculation unit 1243 of the processing unit 1240 for processing.

次に、流動挙動測定装置1200の操作方法を説明する。
まず、流動挙動の測定用の測定金型1100を減圧容器1210内の支持台1216上に設置した状態で測定金型1100の流体注入孔21と接続するチューブ1215の途中に設置した流体注入用バルブ1213を閉める。この状態で減圧容器1210の外からチューブ1215内に注入流体1209を注ぎ,チューブ1215内の流体注入用バルブ1213で停留させる。
Next, an operation method of the flow behavior measuring apparatus 1200 will be described.
First, a fluid injection valve installed in the middle of a tube 1215 connected to the fluid injection hole 21 of the measurement mold 1100 in a state where the measurement mold 1100 for measuring the flow behavior is installed on the support base 1216 in the decompression vessel 1210. 1213 is closed. In this state, the injection fluid 1209 is poured into the tube 1215 from the outside of the decompression vessel 1210 and is stopped by the fluid injection valve 1213 in the tube 1215.

次に、制御部1230から指示を出して減圧バルブ1214を開き,真空ポンプ1211を始動させて減圧容器1210の内部を真空排気する。減圧容器1210の内部の圧力値を減圧容器1210に取付けた真空計1208で読み取り,制御部1230で真空計1208の出力をモニタし,設定値に達したら,減圧バルブ1215を閉じ,真空ポンプ1211のスイッチを切る。真空計1208の設定値は50kPa以下が望ましい。このとき、測定金型1100の内部は開口部26から排気されて、減圧容器1210の内部とほぼ同じ圧力になっている。   Next, an instruction is issued from the control unit 1230 to open the decompression valve 1214 and start the vacuum pump 1211 to evacuate the interior of the decompression vessel 1210. The pressure value inside the decompression vessel 1210 is read by a vacuum gauge 1208 attached to the decompression vessel 1210, and the output of the vacuum gauge 1208 is monitored by the control unit 1230. When the set value is reached, the decompression valve 1215 is closed and the vacuum pump 1211 turn off the switch. The set value of the vacuum gauge 1208 is desirably 50 kPa or less. At this time, the inside of the measurement mold 1100 is exhausted from the opening 26, and has almost the same pressure as the inside of the decompression vessel 1210.

次に、制御部1230から指示を出して流体注入バルブ1213を開け,チューブ1215から注入流体1209を流体注入口21を介して測定金型1100内に注入する。この測定金型1100の内部に注入された注入流体1209が圧力センサ28-1〜28-5の位置に時差をもって達すると圧力センサ28-1〜28-5が順次圧力の変化を感知して制御部1230に信号を出力する。流体注入バルブ1213を開いた時点から、注入流体1209が測定金型1100の内部へ注入され,それぞれの圧力センサ28-1〜28-5の位置に到達して,圧力センサ28-1〜28-5で検出されるまでの時間が制御部1230を介して処理ユニット1240の記憶部1241に保存される。   Next, an instruction is issued from the controller 1230 to open the fluid injection valve 1213, and the injection fluid 1209 is injected from the tube 1215 into the measurement mold 1100 through the fluid injection port 21. When the injected fluid 1209 injected into the measuring mold 1100 reaches the positions of the pressure sensors 28-1 to 28-5 with a time difference, the pressure sensors 28-1 to 28-5 sequentially detect and control the pressure change. A signal is output to unit 1230. When the fluid injection valve 1213 is opened, the injection fluid 1209 is injected into the measurement mold 1100 and reaches the positions of the respective pressure sensors 28-1 to 28-5, and the pressure sensors 28-1 to 28-. 5 is stored in the storage unit 1241 of the processing unit 1240 via the control unit 1230.

この圧力センサ28-1〜28-5で検出された信号を用いた流動解析の手順は実施例1の場合と同様なので、説明を省略する。   Since the flow analysis procedure using the signals detected by the pressure sensors 28-1 to 28-5 is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.

本実施例によれば、撮像手段を用いずに多孔質体3における流体の流動挙動の観察が容易に行える。その結果、多孔質体における流体の流動挙動をシミュレーションにより短時間で精度良く求めることができるようになり、設計・開発期間を短縮することが可能になった。   According to this embodiment, it is possible to easily observe the flow behavior of the fluid in the porous body 3 without using the imaging means. As a result, the flow behavior of the fluid in the porous body can be obtained accurately in a short time by simulation, and the design and development period can be shortened.

1,21、91・・・流体流入孔 2,22,92・・・上金型 3、23,93
・・・多孔質体 4,24,94・・・スペーサ 5,25,95・・・下金型 6,26,96・・・開口部 8,98,1208・・・真空計 9,1009,1209・・・注入流体 10,1210・・・減圧容器 11,1011,1211・・・真空ポンプ 12-1,12-2,1012-1,1012-2・・・ビデオカメラ 13、1013,1213・・・流体注入用バルブ 14、1014,1214・・・減圧バルブ 15、1015,1215・・・チューブ 210,1010,1230・・・制御部 220, 1020,1240・・・処理ユニット 221,1021,1241・・・記憶部 222,1022・・・画像処理部 223,1023,1243・・・演算部 224,1024,1244・・・入出力部 225, 1025,1245・・・表示画面 28−1〜5・・・圧力センサ。
1, 21, 91 ... Fluid inflow hole 2, 22, 92 ... Upper mold 3, 23, 93
... Porous material 4, 24, 94 ... Spacer 5, 25, 95 ... Lower mold 6, 26, 96 ... Opening 8, 98, 1208 ... Vacuum gauge 9, 1009, 1209 ... Injection fluid 10,1210 ... Decompression vessel 11,1011,1211 ... Vacuum pump 12-1,12-2,1012-1,1012-2 ... Video camera 13,1013,1213 ..Valve for fluid injection 14, 1014, 1214 ... Pressure reducing valve 15, 1015, 1215 ... Tube 210, 1010, 1230 ... Control unit 220, 1020, 1240 ... Processing unit 221, 1021, 1241 ... Storage unit 222,1022 ... Image processing unit 223,1023,1243 ... Calculation unit 224,1024,1244 ... Input / output unit 225,10 5,1245 ... display screen 28-1~5 ... pressure sensor.

Claims (18)

多孔質体の試験体を流れる流体の流動挙動を測定する装置であって,
前記試験体を光学的に透明な1対の板材で上下から挟み込んで密着させた計測試料と、
該計測試料を内部に設置する容器手段と、
該容器手段の内部を真空に排気する排気手段と、
前記容器手段の内部に設置された計測試料の前記1対の板材で上下から挟み込まれた試験体に流体を供給する流体供給手段と、
前記容器手段の内部に設置された計測試料の試験体を撮像する撮像手段と、
前記排気手段で排気された容器手段の内部で前記流体供給手段により前記計測試料に供給された流体が前記試験体を流れる状態を前記撮像手段で撮像して得た画像を処理して前記試験体の流動抵抗値を求める処理手段と
を供えたことを特徴とする多孔質体の流動抵抗値算出装置。
A device for measuring the flow behavior of a fluid flowing through a porous specimen,
A measurement sample in which the test specimen is sandwiched and adhered from above and below by a pair of optically transparent plates;
Container means for installing the measurement sample therein;
Evacuation means for evacuating the interior of the container means;
Fluid supply means for supplying a fluid to a test body sandwiched from above and below by the pair of plate materials of the measurement sample installed inside the container means;
Imaging means for imaging the test specimen of the measurement sample installed inside the container means;
The test body is processed by processing an image obtained by imaging with the imaging means that the fluid supplied to the measurement sample by the fluid supply means flows through the test body inside the container means evacuated by the exhaust means. A flow resistance value calculation device for a porous body, characterized by comprising a processing means for determining the flow resistance value of the porous body.
前記容器手段は、一部に光学的に透明な壁面を有し、該光学的に透明な壁面は、前記容器手段の内部に設置された計測試料を前記容器手段の外部から前記撮像手段で撮像可能なように配置されていることを特徴とする請求項1記載の多孔質体の流動抵抗値算出装置。   The container means has a partly optically transparent wall surface, and the optically transparent wall surface images the measurement sample installed inside the container means from the outside of the container means by the imaging means. 2. The flow resistance value calculation device for a porous body according to claim 1, wherein the flow resistance value calculation device is arranged as possible. 多孔質体の試験体を流れる流体の流動挙動を測定する装置であって,
前記試験体を光学的に透明な1対の板材で上下から挟み込んで密着させた計測試料と、
該計測試料の内部を真空に排気する排気手段と、
前記計測試料の前記1対の板材で上下から挟み込まれた試験体に流体を供給する流体供給手段と、
前記計測試料の試験体を撮像する撮像手段と、
前記排気手段で排気された前記計測試料に内部において前記流体供給手段により供給された流体が前記試験体を流れる状態を前記撮像手段で撮像して得た画像を処理して前記試験体の流動抵抗値を求める処理手段と
を供えたことを特徴とする多孔質体の流動抵抗値算出装置。
A device for measuring the flow behavior of a fluid flowing through a porous specimen,
A measurement sample in which the test specimen is sandwiched and adhered from above and below by a pair of optically transparent plates;
Exhaust means for exhausting the inside of the measurement sample to a vacuum;
Fluid supply means for supplying fluid to a test body sandwiched from above and below by the pair of plate members of the measurement sample;
Imaging means for imaging the test specimen of the measurement sample;
The flow resistance of the specimen is processed by processing an image obtained by imaging with the imaging means the state in which the fluid supplied by the fluid supply means flows inside the measurement sample exhausted by the exhaust means. An apparatus for calculating a flow resistance value of a porous body, comprising a processing means for obtaining a value.
前記処理手段は、前記試験体の流動抵抗値を求めることを、前記多孔質体を複数の円管からなるポーラス体とする解析モデルを作成し,前記撮像して得た画像から前記多孔質体内の流体の流動挙動を測定し、該測定した値を一定の誤差範囲内で再現できる前記ポーラス体の流動抵抗値を前記試験体の流動抵抗値として求めることを特徴とする請求項1又は3に記載の多孔質体の流動抵抗値算出装置。   The processing means creates an analysis model in which the porous body is a porous body made up of a plurality of circular pipes to determine the flow resistance value of the test body, and from the image obtained by imaging, the porous body The flow behavior of the fluid is measured, and the flow resistance value of the porous body capable of reproducing the measured value within a certain error range is obtained as the flow resistance value of the test body. The flow resistance value calculation apparatus of the described porous body. 前記処理手段は、前記試験体の流動抵抗値を、前記試験体の流動寸法が最も小さくなる貫層方向と,前記貫層方向と直交する沿層方向とに分けて求めることを特徴とする請求項4記載の多孔質体の流動抵抗値算出装置。 The processing means obtains the flow resistance value of the specimen by dividing it into a penetration direction in which the flow dimension of the specimen is the smallest and a creeping direction perpendicular to the penetration direction. Item 5. A flow resistance value calculation device for a porous body according to Item 4. 前記計測試料は、前記試験体を上下から密着して挟み込む光学的に透明な1対の板材と、該1対の板材の間で前記試験体の周囲を囲むようにして配置されて前記1対の板材に密着された前記試験体の高さを維持するためのスペーサ材とを備えて構成され、前記1対の板材の一方には前記流体供給手段から前記試験体に前記流体を供給するための貫通穴が設けられていることを特徴とする請求項1又は3に記載多孔質体の流動抵抗値算出装置。   The measurement sample is arranged such that an optically transparent pair of plate members sandwiching the test body from above and below and surrounding the test body between the pair of plate members, and the pair of plate materials And a spacer member for maintaining the height of the test body closely adhered to the test body, and one of the pair of plate members is penetrated to supply the fluid from the fluid supply means to the test body. 4. The flow resistance value calculating device for a porous body according to claim 1, wherein a hole is provided. 前記スペーサは一部に開口部を有し、前記試験体を含む前記スペーサと前記1対の板材とで囲まれた領域を前記開口部から排気することを特徴とする請求項4に記載の多孔質体の流動抵抗値算出装置。   5. The porous structure according to claim 4, wherein the spacer has an opening in a part thereof, and an area surrounded by the spacer including the test body and the pair of plate members is exhausted from the opening. An apparatus for calculating a flow resistance value of a material. 前記流体供給手段は、前記流体を加圧して前記試験体に供給することを特徴とする請求項1又は3に記載の多孔質体の流動抵抗値算出装置。   The said fluid supply means pressurizes and supplies the said fluid to the said test body, The flow resistance value calculation apparatus of the porous body of Claim 1 or 3 characterized by the above-mentioned. 前記撮像手段は、前記試験体の前記1対の板材と密着している両面を撮像する1対のカメラを備えていることを特徴とする請求項1又は3に記載の多孔質体の流動抵抗値算出装置。   4. The flow resistance of the porous body according to claim 1, wherein the imaging unit includes a pair of cameras for imaging both surfaces of the test body that are in close contact with the pair of plate members. 5. Value calculation device. 多孔質体の試験体を流れる流体の流動挙動を測定する方法であって,
試験体の周囲を囲むようにして配置されて一部に開口を有する部材と該部材に周囲を囲まれた前記試験体とを光学的に透明な1対の板材で上下から密着して挟み込んで形成した計測試料の内部を真空に排気し、
該真空に排気された計測試料の内部の試験体に流体を供給し、
該流体が供給された試験体を前記流体が流れる状態を撮像し、
該撮像して得た画像を処理して前記試験体の流動抵抗値を求める
ことを特徴とする多孔質体の流動抵抗値算出方法。
A method for measuring the flow behavior of a fluid flowing through a porous specimen,
A member that is arranged so as to surround the periphery of the test body and that has a part of the opening and the test body that is surrounded by the member is formed by closely sandwiching a pair of optically transparent plates from above and below. The measurement sample is evacuated to the inside
Supplying fluid to the test specimen inside the measurement sample evacuated to the vacuum;
Imaging the state in which the fluid flows through the specimen supplied with the fluid;
A method for calculating a flow resistance value of a porous body, wherein the flow resistance value of the test body is obtained by processing an image obtained by imaging.
前記試験体の流動抵抗値を求めることを、前記多孔質体を複数の円管からなるポーラス体とする解析モデルを作成し,前記撮像して得た画像から前記多孔質体内の流体の流動挙動を測定し、該測定した値を一定の誤差範囲内で再現できる前記ポーラス体の流動抵抗値を前記試験体の流動抵抗値として求めることを特徴とする請求項10記載の多孔質体の流動抵抗値算出方法。   The flow resistance value of the test body is determined by creating an analysis model in which the porous body is a porous body composed of a plurality of circular tubes, and the flow behavior of fluid in the porous body from the image obtained by the imaging The flow resistance value of the porous body according to claim 10, wherein the flow resistance value of the porous body capable of reproducing the measured value within a certain error range is obtained as the flow resistance value of the test body. Value calculation method. 前記試験体の流動抵抗値を、前記試験体の流動寸法が最も小さくなる貫層方向と,前記貫層方向と直交する沿層方向との分けて求めることを特徴とする請求項11記載の多孔質体の流動抵抗値算出方法。 The porous resistance according to claim 11, wherein the flow resistance value of the test body is obtained by dividing the penetration direction in which the flow dimension of the test body is smallest and the creeping direction perpendicular to the penetration direction. A method for calculating the flow resistance value of a material. 前記計測試料を真空容器の内部に設置し、該真空容器の内部を真空に排気することにより前記計測試料の内部を真空に排気することを特徴とする請求項10記載の多孔質体の流動抵抗値算出方法。   The flow resistance of the porous body according to claim 10, wherein the measurement sample is placed inside a vacuum vessel, and the inside of the measurement vessel is evacuated to a vacuum by evacuating the inside of the vacuum vessel. Value calculation method. 前記真空容器の一部に設けた光学的に透明な壁面から前記液体が供給された試験体を前記流体が流れる状態を撮像することを特徴とする請求項13記載の多孔質体の流動抵抗値算出方法。   The flow resistance value of the porous body according to claim 13, wherein a state in which the fluid flows through a test body supplied with the liquid from an optically transparent wall surface provided in a part of the vacuum vessel is captured. Calculation method. 前記計測試料の前記験体の周囲を囲むようにして配置された部材の前記開口部から直接真空排気することにより前記計測試料の内部を真空に排気することを特徴とする請求項10記載の多孔質体の流動抵抗値算出方法。   The porous body according to claim 10, wherein the inside of the measurement sample is evacuated to a vacuum by directly evacuating from the opening of a member arranged so as to surround the specimen of the measurement sample. Flow resistance value calculation method. 前記液体が供給された試験体を前記流体が流れる状態を、前記試験体の前記1対の板材と密着している両面を撮像することを特徴とする請求項10記載の多孔質体の流動抵抗値算出方法。   The flow resistance of the porous body according to claim 10, wherein the flow of the fluid through the test body supplied with the liquid is imaged on both surfaces in close contact with the pair of plate members of the test body. Value calculation method. 前記真空に排気された計測試料の内部の試験体に流体を加圧して供給することを特徴とする請求項10記載の多孔質体の流動抵抗値算出方法。   The method for calculating a flow resistance value of a porous body according to claim 10, wherein the fluid is pressurized and supplied to a test body inside the measurement sample evacuated to the vacuum. 多孔質体の試験体を流れる流体の流動挙動を測定する装置であって,前記試験体の上面から前記液体を供給し,前記試験体の沿層方向と貫層方向へ前記流体が流れる状態を同時に撮像またはセンサにより検知することを特徴とする多孔質体を流れる流体の流動挙動測定方法。   An apparatus for measuring a flow behavior of a fluid flowing through a porous test body, wherein the liquid is supplied from an upper surface of the test body, and the fluid flows in a layering direction and a penetration direction of the test body. A method for measuring a flow behavior of a fluid flowing through a porous body, wherein the detection is simultaneously performed by imaging or a sensor.
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