Interfacial properties out of equilibrium estimated based on data assimilation of atomistic and microstructural approaches

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02486
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26060:Metals production and resources production-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Ohno Munekazu 北海道大学, 工学研究院, 教授 (30431331)
• 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)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 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

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.

Free Research Field

計算材料科学

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。