結晶塑性Phase-Field法による組織形成予測および弾塑性変形解析法の開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21860029
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 山中 晃徳 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (50542198)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: Phase-Field法 / 結晶塑性 / 微視組織 / 鉄鋼材料

研究概要

鉄鋼材料における相変態など弾塑性変形を伴う材料組織形成を再現可能な結晶塑性Phase-Fieldモデルの開発を行った.本モデルでは,結晶塑性解析にFFTを用い,組織形成と弾塑性変形の同時シミュレーションを可能とした.また,構築したモデルを用いて,マルテンサイト相形成過程のシミュレーションを行った.さらに,GPUによるシミュレーションの超高速計算を達成し,定量的な大規模計算の実現可能性を示した.

研究成果

• [雑誌論文] GPU-accelerated Phase-Field Simulation of Dendritic Solidification in a Binary Alloy (2011)
  • 著者名/発表者名: 山中晃徳, 青木尊之, 小川慧, 高木知弘
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 318 ページ: 40-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] GPUによるマルチフェーズフィールドシミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 山中晃徳, 小川慧, 青木尊之, 高木知弘
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 2010 ページ: 20100009
  • 査読あり
• [雑誌論文] マルチGPUによるフェーズフィールド相転移計算のスケーラビリティー～40GPUで5TFLOPSの実効性能～ (2010)
  • 著者名/発表者名: 小川慧, 青木尊之, 山中晃徳
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌コンピューティングシステム(ACS) 3-2 ページ: 67-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elastoplastic Phase-Field Simulation of Martensitic Transformation with Plastic Deformation in Polycrystal (2010)
  • 著者名/発表者名: 山中晃徳, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 雑誌名: International Jornal of Mechanical Sciences 52 ページ: 245-250
  • 査読あり
• [雑誌論文] 結品塑性Phase-Fieldモデルの構築と塑性変形を伴う微視組織形成過程のシミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 山中晃徳, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集A編 75 ページ: 1794-1803
  • 査読あり
• [学会発表] GPUによるフェライト変態のMulti-Phase-Fieldシミュレーションの高速化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山中晃徳, 青木尊之, 高木知弘
  • 学会等名: 第54回日本学術会議材料工学連合講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20101025-20101027
• [学会発表] GPU accelerated Multi-Phase-Simulation of Microstructure Evolution during Phase Transformation in Alloys (2010)
  • 著者名/発表者名: 山中晃徳, 青木尊之, 小川慧, 高木知弘
  • 学会等名: The 16th International Conference on Crystal Growth
  • 発表場所: Beijin, China.
  • 年月日: 20100808-20100813
• [学会発表] High Performance Computing of Phase-Field Simulation for Phase Transformation in Steel by GPU (2010)
  • 著者名/発表者名: 山中晃徳, 小川慧, 青木尊之
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Cutting Edge of Computer Simulation of Solidification
  • 発表場所: Japan.
  • 年月日: 20100203-20100205
• [学会発表] マルチGPUによるフェーズフィールド相転移計算のスケーラビリティー～40GPUで5TFLOPSの実効性能～ (2010)
  • 著者名/発表者名: 小川慧, 青木尊之, 山中晃徳
  • 学会等名: 2010年ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20100114-20100115
• [学会発表] Crystal Plasticity Phase-Field Simulation of Deformation Behavior and Microstructure Evolution in Polycrystalline Material (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Yamanaka, Tomohiro Takaki, Yoshihiro Tomita, Masahiko Yoshino
  • 学会等名: X th International Conference on Computational Plasticity
  • 発表場所: Barcelona, Spain.
  • 年月日: 20090902-20090904
• [学会発表] Crystal Plasticity Phase-Field Simulation of Microstructure Evolution with Elastoplastic Deformation (2009)
  • 著者名/発表者名: 山中晃徳, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: The 2nd Symposium on Phase-Field Modelling in Materials Science
  • 発表場所: 20090902(Germany.)
  • 年月日: 2009-08-30
• [備考] 日本材料学会平成22年度塑性工学部門委員会優秀講演発表賞,山中晃徳,GPUによるフェライト変態のMulti-Phase-Fieldシミュレーションの高速化(学会発表(1)),2011年11月
• [備考] 日本機械学会賞(論文),山中晃徳,高木知弘,冨田佳宏,結品塑性Phase-Fieldモデルの構築と塑性変形を伴う微視組織形成過程のシミュレーション(雑誌論文(5)),2011年4月