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フェーズフィールド法による多相系の凝固シュミレーション

研究課題

研究課題/領域番号 10650727
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属生産工学
研究機関東京大学

研究代表者

鈴木 俊夫  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70115111)

研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1999年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1998年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードフェーズフィールドモデル / 凝固 / シンインターフェースリミット / 多相系 / Fe-C合金 / 界面-粒子問題 / 数値解析 / x / 凝固シミュレーション / 界面形状 / 粒子―界面問題
研究概要

合金の凝固問題に対するフェーズフィールドモデル方程式を自由エネルギー密度関数により一般化し、さらにthin interface limitの条件によるパラメータを求めた。新たなモデルを用いて、Fe-C2元合金に対する種々の解析を行い、モデルの妥当性を検討した。まず、等温自由デンドライト成長を解析し、得られた過冷度と成長速度の関係を中立安定仮説による2次元解析モデルと比較した。次に、multi-phase-fieldモデルを新たに構築し、これによりFe-C包昌系合金の凝固過程を解析した。また、本モデルを等温オストワルド成長過程に適用し、その有効性を確認した。また、工業的な応用を視野におき、フェーズフィールドモデルによる界面-粒子相互作用問題の解析を試みた。Fe-C合金について粒子近傍における固液界面形状変化に対する解析を行い、溶質富化により界面形状が著しく凹になること、粒子前方での凝固が遅れることを示した。さらに、粒子に作用する押出し力を新たに界面形状と関係付けて定義し、界面による粒子捕捉臨界条件を求めることを試みた。これらの解析から、Fe-C合金/アルミナ粒子系における粒子捕捉臨界速度の粒子半径に対する関係を求めた。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (17件)

  • [文献書誌] M. Ode, J.S. Lee, S.G. Kim, W.T. Kim and T. Suzuki: "Numerical Simulation of Interface Shape around an Insoluble Particle for Fe-C Alloys Using a Phase-field Model"ISIJ International. 39. 149-153 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.S. Lee and T. Suzuki: "Numerical Simulation of Isothermal Dendritic Growth by Phase-field Model"ISIJ International. 39. 246-252 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.S. Lee, S.G. Kim, W.T. Kim and T. Suzuki: "Numerical Simulation of Pertectic Reaction Using a Multi-phase-field Model"ISIJ International. 39. 730-736 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Ode, J.S. Lee, S.G. Kim, W.T. Kim and T. Suzuki: "Numerical Simulation of the Crystal Velocity for Particle Pushing/Engulfment Transition in Fe-C Alloys Using a Phase-field Model"ISIJ International. 40. 153-160 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Ode, T. Suzuki, S.G. Kim and W.T. Kim: "Phase-field Model for Solidification of Fe-C Alloys"Science and Technology of Advanced Materials. 1. (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Ode, T. Suzuki, S.G. Kim and W.T. Kim: "Phase-field Model for Solidification of Ternary Alloys"ISIJ International. 40. (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Ode, J. S. Lee, S. G. Kim, W. T. Kim and T. Suzuki: "Numerical Simulation of Interface Shape around an Insoluble Particle for Fe-C Alloys using a Phase-field Model"ISIJ International. 39. 149-153 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. S. Lee and T. Suzuki: "Numerical Simulation of Isothermal Dendritic Growth by Phase-field Model"ISIJ International. 39. 246-252 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. S. Lee, S. G. Kim, W. T. Kim and T. Suzuki: "Numerical Simulation of Pertectic Reaction Using a Multi-phase-field Model"ISIJ International. 39. 730-736 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Ode, J. S. Lee, S. G. Kim, W. T. Kim and T. Suzuki: "Numerical Simulation of the Critical Velocity for Particle Pushing/Engulfment Transition in Fe-C Alloys Using a Phase-field Model"ISIJ International. 40. 153-160 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Ode, T. Suzuki, S. G. Kim and W. T. Kim: "Phase-field Model for Solidification of Fe-C Alloys"Science and Technology of Advanced Materials. 1. (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Ode, T. Suzuki, S. G. Kim and W. T. Kim: "Phase-field Model for Solidification of Ternary Alloys"ISIJ International. 40 (in press). (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.S.Lee,S.G.Kim,W.T.Kim,T.Suzuki: "Numerical Simulation of Peritectic Reaction Using a Multi-phase-field Model"ISIJ International. 39・7. 730-736 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 中尾昌夫,神保至,鈴木俊夫: "フェーズフィールド法によるAl-1.5mol%Cu合金融解過程の解析"鋳造工学. 71・8. 517-522 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ode,J.S.Lee,S.G.Kim,W.T.Kim,T.Suzuki: "Numerical Simulation of the Critical Velocity for Particle Pushing/Engulfment Transition in Fe-Calloys Using a Phase-field Model"ISIJ International. 40・2. 153-160 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ode,J.S.Lee,T.Suzuki,S.G.Kim,W.T.Kim: "Numerical Simulation of Interface Shape around an Isolubie Particle for Fe-C Alloys Using a Phase-field Model" ISIJ International. 39・2. 149-153 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] J.S.Lee,T.Suzuki: "Numerical Simulation of Isothermal Dendritic Growth by Phase-field Model" ISIJ International. 39・2. 246-252 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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