| Project/Area Number |
19H02486
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26060:Metals production and resources production-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
Ohno Munekazu 北海道大学, 工学研究院, 教授 (30431331)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澁田 靖 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90401124)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2019: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
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| Keywords | データ同化 / フェーズフィールド法 / 分子動力学法 / 界面物性 / 凝固組織 / 界面エネルギー / 固液界面物性 / 凝固 |
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| Outline of Research at the Start |
金属材料における界面エネルギーや界面移動度といった界面物性は、組織の形成過程を支配する重要な因子である。非平衡現象である組織形成を議論・予測するためには、本来、非平衡状態における界面物性が必要であるが、非平衡状態の界面物性値を算出する手法は未だに開発されていない。本研究は、原子シミュレーションと組織形成シミュレーション、そしてデータ同化の最先端技術を新たな枠組みで組み合わせることで、凝固組織形成における非平衡の界面物性値を“on-the-fly”で算出する手法を世界で初めて構築することを試みる。
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| Outline of Final Research Achievements |
Solid-liquid interfacial free energy and mobilities are important quantities that determine solidification microstructures in metallic materials. However, it is currently not possible to obtain these quantities in non-equilibrium states and a method for computing them needs to be developed. In this study, the method for computing the interfacial properties were developed by combining atomistic simulations, microstructural simulations and data assimilation techniques.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
国内外で計算機シミュレーションによる組織予測技術の開発が鋭意進められている。本研究が開発した非平衡界面物性の推定方法は、材料組織予測技術の高精度化と汎用化に直結する。また、本研究で開発した手法は、現在まで未解明であった非平衡状態の界面物性を明らかにするものであるから、材料組織学の新しい展開や界面物性の新たな学理発展につながることも期待される。
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