■RTM 樹脂含浸simulation
樹脂注入成形における複合材料プリフォーム内の樹脂流動をシミュレーションします．ここに掲載する含浸シミュレーション手法は基本的で一般的なものですが，ドライスポットやミクロボイドの発生予測や最適成形など各種に応用できます．興味のある方がいらっしゃいましたら，ご遠慮なくお問い合わせ下さい．
対象：Resin Transfer Molding (RTM), Vacuum-assisted RTM (VaRTM), Liquid Composite Molding (LCM)などの注入成形
解析：樹脂進展，含浸時間，未含浸部の予測など
■シミュレーション方法（CV/FEM, Flow analysis network）
樹脂を非圧縮性流体と仮定し，以下の2つの式に基づき樹脂含浸をシミュレーションします．
・連続の式
・ダルシー則
本シミュレーションでは，構造をメッシュ分割し各節点に含浸度を割り当て，連続の式とダルシー則より得られる圧力場の支配方程式を有限要素法を用いて解きます．さらに圧力分布からダルシー則とFlow analysis network (FAN)法により樹脂進展解析を行います．含浸シミュレーションには種々の方法ありますが，本手法は，ロバストで比較的低計算コストという特徴を持ちます．また，浸透系数の異方性，重力の影響，樹脂粘度の時間変化，異なる要素の接合なども可能です．
■ベンチマーク
・平板（0.5mx0.25m）の1次元流れ．
ダルシー則の解析値は，t=μ*x^2/2kp．シミュレーションは，三角形要素（節点数738）による2D解析．物性値は，p=100kPa, k＝1.2x10^-10 m2，μ=0.169 Pa*s．
1次元流れの含浸時間
Darcy則による理論解とシミュレーション結果の比較
・平板(1mx1m)の1点注入（Radial Injection）
シミュレーションは三角形要素（節点数688）による2D解析．物性値はp=100 kPa, kx=ky＝1.2x10^-10 m2，μ=0.169 Pa*s．Darcy則解析値の初期注入半径r0はフィッティング．
1点注入時の含浸時間
Darcy則による理論解とシミュレーション結果の比較
■解析例その１（2.5次元モデル）
・サイズは全長1.6m，全幅0.7m，深さ0.3mであり，底面と上縁面の間を曲率1/3の曲線で結合した構造．解析時間短縮のため三角形シェル要素を用いてメッシュ分割し2.5次元解析とした．
浸透率は全方向に一定（1.2×10^-10m2）とし，注入圧は100kPa，複数の点から注入を行うものとした．注入位置を変え2パターンを解析した．
3角形shell要素によるメッシュ分割
解析結果
CASE1: 5点注入の樹脂含浸時間コンター図．色が赤い箇所がドライスポットとなりやすい箇所．
CASE2: 6点注入の樹脂含浸時間コンター図．含浸時間が大幅に短縮されている．
■解析例その２（３次元モデル）
・4節点4面体ソリッド要素を用い，立方体における3次元フローシミュレーションの例．立方体のサイズは0.5m×0.5m×0.5m，注入口は頂点(0.5,0.5,0.5)，注入圧は100kPa，浸透率は全方向に等しい（Kx= Ky =Kz）．
4面体ソリッド要素によるメッシュ分割，節点数1816．
フローフロント履歴．等方的に含浸する様子が確認できます．