| Project/Area Number |
22K04794
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
大出 真知子 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究センター, 主任研究員 (50370309)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | フェーズフィールド法 / PyCalphad / OpenCalphad / 凝固解析 / 凝固 / CALPHAD / ソフトウェア |
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| Outline of Research at the Start |
研究開発のＤＸ推進の基盤として、計算科学を専門としない研究者や技術者が利用しやすいソフトウエアの研究開発・持続可能な保守体制の構築自体の研究価値が高まっている。ソフトウエアが社会実装に失敗する原因の１つはユーザーに過度な専門知識が要求されるためである。そこで本研究では、フェーズフィールド法の物理モデルの妥当性と計算結果の実用性を維持しながらユーザーの選択肢を可能な限り統合・取捨選択してミニマル化を行い社会実装プロセス検証を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に作成したα版アプリケーションでは、現在フェーズフィールドの主流となっているKKSモデルをベースに作成したソルバーを用いている。KKSモデルは界面での局所平衡を計算するルーチーンが計算時間のボトムネックとなっている。この計算時間の増大は、本研究の目的である、計算状態図（平衡熱力学）データベースの活用に際しては特に深刻になる。そこでアプリケーション高速化のために、非平衡凝固を再現するための開発されたFIDモデルを基にしてKKSと同様の局所平衡条件下での計算を可能とする式を提案した。これによりアプリケーションの高速化と共に汎用性の向上が期待できる。
本研究で作成・公開予定のフェーズフィールドアプリケーションは入力データとして、物質・材料研究機構が提供するMatNaviデータベースに収録されている熱力学データベース（CPDDB）の活用を予定している。CPDDBはTDB形式でデータを公開しており、本年度はTDBファイルをPython関数形式に変換する作業を進めていた。次年度最初のMatNaviWebサイトの更新時に平衡熱力学データベースはTDB形式だけでなくpy形式（Pythonモジュール）としてリニューアル公開予定である。データをPython関数に変換することで、本アプリケーションだけでなく、様々な材料科学研究へ熱力学データベースの活用を推進できる。
TDBファイルは作成者によって書式が微妙に異なっていたためPyCalphadライブラリーを用いた一括変換ができずケース・バイ・ケースで変換を行った。この書式のゆらぎについては、情報収集と共に回避・修正方法についてまとめ公開を検討中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度は所属機関からの出向要請に従ったため、研究専従率が著しく下がった。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り計画を推進する予定である。
今年度の進捗の遅れは中心ソルバーの支配方程式の開発によって来年度で十分取り戻せると考える。
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