レオロジー・シミュレーション用語
用途: シミュレーション仕様理解・技術論文作成
更新日: 2025-12-17
1. レオロジー基礎
1.1 基本概念
| 日本語 |
英語 |
記号 |
単位 |
| せん断応力 |
Shear stress |
τ |
Pa |
| せん断速度（ずり速度） |
Shear rate |
γ̇ |
s⁻¹ |
| 粘度 |
Viscosity |
η |
Pa·s |
| 降伏応力（降伏値） |
Yield stress |
τ₀, τ_y |
Pa |
| 塑性粘度 |
Plastic viscosity |
η_p |
Pa·s |
1.2 流体分類
| 日本語 |
英語 |
特徴 |
| ニュートン流体 |
Newtonian fluid |
粘度一定 |
| 非ニュートン流体 |
Non-Newtonian fluid |
粘度が変化 |
| ビンガム流体 |
Bingham fluid |
降伏応力あり、その後線形 |
| 擬塑性流体 |
Pseudoplastic fluid |
せん断で粘度低下 |
| ダイラタント流体 |
Dilatant fluid |
せん断で粘度上昇 |
2. 構成モデル
2.1 ビンガムモデル（Bingham Model）
式: τ = τ₀ + η_p · γ̇
| パラメータ |
意味 |
| τ₀ |
降伏応力 |
| η_p |
塑性粘度 |
2.2 ハーシェル・バルクレイモデル（Herschel-Bulkley Model）
式: τ = τ₀ + K · γ̇ⁿ
| パラメータ |
意味 |
| τ₀ |
降伏応力 |
| K |
稠度係数（Consistency index） |
| n |
流動指数（Flow index） |
特徴: n < 1: 擬塑性（shear-thinning）、n > 1: ダイラタント（shear-thickening）
2.3 その他のモデル
| モデル |
英語 |
式 |
特徴 |
| べき乗則 |
Power law |
τ = K · γ̇ⁿ |
降伏応力なし |
| キャッソンモデル |
Casson model |
√τ = √τ₀ + √(η·γ̇) |
塗料等に適用 |
| クロスモデル |
Cross model |
複雑式 |
広範囲のせん断速度 |
3. チクソトロピー
3.1 時間依存性
| 日本語 |
英語 |
説明 |
| チクソトロピー |
Thixotropy |
せん断で構造破壊、静置で回復 |
| レオペクシー |
Rheopexy |
せん断で構造形成 |
| 構造回復 |
Structural recovery |
静置時の粘度回復 |
| 構造破壊 |
Structural breakdown |
せん断による粘度低下 |
3.2 チクソトロピーパラメータ
| 日本語 |
英語 |
説明 |
| ヒステリシス面積 |
Hysteresis loop area |
昇降カーブの囲む面積 |
| 回復時間 |
Recovery time |
元の粘度に戻る時間 |
| 崩壊時間 |
Breakdown time |
構造破壊に要する時間 |
4. 測定方法
4.1 粘度測定
| 日本語 |
英語 |
測定原理 |
| 回転粘度計 |
Rotational viscometer |
回転トルク測定 |
| 共軸円筒型 |
Coaxial cylinder |
二重円筒間のせん断 |
| コーンプレート型 |
Cone-plate |
円錐と平板間のせん断 |
| 平行平板型 |
Parallel plate |
2枚の平板間のせん断 |
4.2 流動性測定
| 日本語 |
英語 |
規格 |
| フロー試験 |
Flow test |
JIS R 2521 |
| タップフロー試験 |
Tap flow test |
振動付与 |
| スランプ試験 |
Slump test |
JIS A 1101 |
| Lフロー試験 |
L-flow test |
L字型器具 |
4.3 スランプ試験詳細
| 日本語 |
英語 |
説明 |
| アブラムスコーン |
Abrams cone |
標準コーン（高さ30cm）、ASTM C143 |
| ミニコーン |
Mini cone |
小型コーン、セメントペースト用 |
| スランプ |
Slump |
型抜き後の高さ減少量 |
| スプレッド（広がり） |
Spread |
崩壊後の直径 |
| ワーカビリティ |
Workability |
施工性（流動性と粘性の複合指標） |
| 円錐形状 |
Conical geometry |
標準的なコーン形状 |
| 円筒形状 |
Cylindrical geometry |
研究用の単純形状 |
4.4 スランプ試験理論
| 用語 |
英語 |
説明 |
| 流動レジーム |
Flow regime |
高さ/直径比による流動パターン |
| 潤滑近似 |
Lubrication approximation |
薄い流体層の近似 |
| プラグ流れ |
Plug flow |
剛体的に移動する領域 |
| 降伏領域 |
Yielded region |
降伏応力を超えて流動する領域 |
| 未降伏領域 |
Unyielded region |
降伏応力以下で静止する領域 |
4.5 降伏応力測定法
| 日本語 |
英語 |
説明 |
| ベーン法 |
Vane technique |
羽根を回転させて降伏応力測定 |
| スランプ法 |
Slump method |
スランプ値から降伏応力を推定 |
| スプレッド法 |
Spread method |
広がりから降伏応力を推定 |
| 圧縮流れ法 |
Squeeze flow |
圧縮変形から降伏応力を測定 |
5. シミュレーション
5.1 数値解析手法
| 日本語 |
英語 |
略語 |
特徴 |
| 有限要素法 |
Finite Element Method |
FEM |
構造解析に強い |
| 有限体積法 |
Finite Volume Method |
FVM |
流体解析に強い |
| 粒子法 |
Particle method |
- |
自由表面に強い |
| SPH法 |
Smoothed Particle Hydrodynamics |
SPH |
粒子ベース流体 |
| MPS法 |
Moving Particle Semi-implicit |
MPS |
日本発の粒子法 |
5.2 解析条件
| 日本語 |
英語 |
説明 |
| 境界条件 |
Boundary condition |
解析領域端の条件 |
| 初期条件 |
Initial condition |
解析開始時の状態 |
| メッシュ |
Mesh/Grid |
計算格子 |
| タイムステップ |
Time step |
時間刻み幅 |
| 収束判定 |
Convergence criterion |
計算収束の判定条件 |
6. 数学記号・単位
| 記号 |
読み |
意味 |
| τ |
タウ |
せん断応力 |
| γ̇ |
ガンマドット |
せん断速度 |
| η |
イータ |
粘度 |
| ρ |
ロー |
密度 |
| Pa |
パスカル |
圧力・応力の単位 |
| Pa·s |
パスカル秒 |
粘度の単位 |