Development of a high-performance computational method for predicting three dimensional dendrite/cellular microstructure in metal 3D printer

Publicly Offered Research

Project Area	Creation of Materials by Super Thermal Field: Neo-3D printing by Manipulating Atomic Arrangement through Giant Potential Gradient
Project/Area Number	24H00993
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (II)
Research Institution	Kyoto Institute of Technology
Principal Investigator	坂根慎治京都工芸繊維大学, 機械工学系, 准教授 (70876755)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000) Fiscal Year 2025: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywords	金属3Dプリンター / デンドライト/セル組織 / 高性能フェーズフィールド計算 / 大規模3次元計算 / 超温度・高速流動
Outline of Research at the Start	金属3Dプリンター製品の品質を決定する凝固組織の高精度予測を目的として，適合格子細分化法や動的負荷分散などを組み込んだ独自の高性能フェーズフィールド計算法を開発する．それによって，溶融プール形状に依存する温度場と流れ場を高精度に反映した3次元デンドライト/セル組織の高精度予測をGPUスーパーコンピュータ上で初めて実現し，3Dプリンター特有の過酷な超温度・高速流動場で形成される凝固組織の形成メカニズム解明と定量化を達成する．