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フェーズフィールド法とデータ同化による拡散相変態挙動の高精度予測の実現

研究課題

研究課題/領域番号 25630322
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 材料加工・組織制御工学
研究機関東京農工大学

研究代表者

山中 晃徳  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50542198)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードフェーズフィールド法 / データ同化 / アンサンブルカルマンフィルター / 鉄鋼材料 / ミクロ組織 / アンサンブルカルマンフィルタ / 相変態
研究成果の概要

フェーズフィールド(PF)法は、材料中で生じるミクロ組織形成を解析するための数値シミュレーション手法として注目されている。しかし、PFシミュレーションに用いるパラメータや初期状態は、実験結果との単純な比較により推定されてきた。本研究では、データ同化法を用いて実験データをPFシミュレーションに取り込み、パラメータの効率的推定、シミュレーションの精度向上を目指す研究を実施した。その結果、アンサンブルカルマンフィルター(EnKF)がPF法の逐次データ同化アルゴリズムとして適していることを明らかにした。さらに、双子実験によりEnKFを用いることでパラメータ推定が可能であることを実証した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Multi-Phase-Field Analysis of Stress–Strain Curve and Ferrite Grain Formation during Dynamic Strain-Induced Ferrite Transformation2014

    • 著者名/発表者名
      A. Yamanaka, T. Takaki
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 626 ページ: 81-84

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.626.81

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Data Assimilation for Phase-field Simulation using Ensemble Kalman Filter2016

    • 著者名/発表者名
      Kengo Sasaki, Akinori Yamanaka, Shin-ichi Ito, Hiromichi Nagao
    • 学会等名
      3rd International Congress on 3D Materials Science 2016
    • 発表場所
      Pheasant Run Resort (Illinois, USA)
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フェーズフィールドシミュレーションへのアンサンブルカルマンフィルタの実装2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木健吾, 山中晃徳, 伊藤伸一, 長尾大道
    • 学会等名
      日本機械学会第28回計算力学講演会
    • 発表場所
      横浜国立大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2015-10-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 熱力学データベースと連携した非平衡マルチフェーズフィールドモデルを用いたFe-C-Mn合金のγ-α変態シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      瀬川正仁, 山中晃徳, 野本祐春
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第168回秋季講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知県, 名古屋市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-Phase-Field Analysis of Stress-Strain Curve and Ferrite Grain Formation during Dynamic Strain-induced Ferrite Transformation2014

    • 著者名/発表者名
      Akinori Yamanaka, Tomohiro Takaki
    • 学会等名
      The 8th Asia-Pacific Conference on Engineering Plasticity and Its Applications
    • 発表場所
      National Sun Yat-sen University (Kaohsiung, Taiwan)
    • 年月日
      2014-09-06 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] GPUスパコンを用いたフェライト変態の大規模マルチフェーズフィールドシミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      岡本成史, 山中晃徳, 下川辺隆史, 青木尊之
    • 学会等名
      日本計算工学会 第19回計算工学講演会
    • 発表場所
      広島国際会議場 (広島県広島市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄鋼材料のミクロ組織の3次元形態変化マルチフェーズフィールドシミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      山中晃徳, 岡本成史
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第167回春期講演大会
    • 発表場所
      東京工業大学, 東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Ferrite Transformation Behavior in Deformed Austenite During Continuous Cooling: Multi-Phase-Field Simulation and Experimental Study2013

    • 著者名/発表者名
      Shingo Ishida, Akinori Yamanaka, Yuichiro Koizumi and Yunping Li
    • 学会等名
      5th Asia Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM2013)
    • 発表場所
      Singapore
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-Phase-Field Simulation of Austenite-to-Ferrite Transformation in Steel Accelerated by Multiple-GPU Computing2013

    • 著者名/発表者名
      Akinori Yamanaka
    • 学会等名
      The 8th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 多結晶粒成長における応力場発展のフェーズフィールド微視的弾性解析2013

    • 著者名/発表者名
      山中晃徳
    • 学会等名
      日本機械学会 第26回計算力学講演会
    • 発表場所
      佐賀大学, 佐賀
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチフェーズフィールドシミュレーションの複数GPU計算2013

    • 著者名/発表者名
      山中晃徳
    • 学会等名
      日本計算工学会 第18回計算工学講演会
    • 発表場所
      東京大学, 東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 東京農工大学 山中研究室ホームページ

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~yamanaka/index.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 東京農工大学山中研究室

    • URL

      http://www.tuat.ac.jp/~yamanaka/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 東京農工大学 山中研究室

    • URL

      http://www.tuat.ac.jp/~yamanaka

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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