2015 Fiscal Year Annual Research Report
超大規模フェーズフィールドGPU計算によるデンドライト競合成長メカニズムの解明
| Project/Area Number |
25289006
|
|---|
| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
高木 知弘 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 准教授 (50294260)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 尊之 東京工業大学, 学術国際情報センター, 教授 (00184036)
山中 晃徳 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50542198)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | フェーズフィールド法 / GPU計算 / デンドライト / 凝固組織 / 競合成長 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
東工大のGPUスパコンTSUBAME2.5を用いた系統的な2次元多結晶二元合金の一方向凝固シミュレーションを行い，2次元多結晶体における競合成長現象を詳細に考察した．ここで，デンドライトとセルの凝固形態の違いが競合成長に及ぼす影響を示し，また，熱流方向から傾いた粒も条件によっては長く成長を続けることができることを明らかにした [J. Crystal Growth 442 (2016) 14-24]．3次元一方向凝固の大規模シミュレーションでは，前年度行った結果を整理した．デンドライトとセルの配列評価のための単結晶シミュレーションにおいては，ボロノイ分割を用いた配列評価により，定常成長状態ではデンドライトとセル形態ともに六角形配列が支配的であることを示した[論文投稿中]．二結晶のシミュレーションでは，前年度行った2次元シミュレーションと同様，熱流方向から傾いたデンドライトが熱流方向に成長するデンドライトを淘汰する普通でない競合成長を確認し，そのメカニズムを詳細に検討した[ISIJ Int. 56 (2016) accepted]．また，3次元一方向凝固シミュレーションをより効率的に行うために，液相領域に粗いメッシュを用いることのできる並列GPUコードを開発し，3次元多結晶一方向凝固シミュレーションを系統的に行った．更に，デンドライトが液相の中で運動しながら成長する現象を表現可能な，フェーズフィールド法と格子ボルツマン法を連成させたモデルを構築した[J. Comp. Phys. 298 (2015) 29-40]．このモデルを用いた並列GPUコードを作成し，2次元問題における大規模シミュレーションを可能とし，TSUBAME2.5によるシミュレーションを行った[Mater. Sci. Eng. 84 (2015) 012066]．
|
| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
|
