レーザー溶融現象の数値シミュレーション研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22860078
• 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: 流体工学
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 山下 晋 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 敦賀本部レーザー共同研究所, 博士研究員 (80586272)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 数値流体力学 / レーザー溶接 / 多相流 / 相変化

研究概要

レーザーによる溶接時の物理現象を把握し,溶接後に生じる残留応力(溶接に伴う熱によって、溶接部・溶接部周辺に残るストレスのこと)の制御を目的としたレーザー照射から凝固までの一貫した数値シミュレーション解析手法を開発した.これにより,従来考慮されていなかった溶融池内対流(レーザー照射による金属溶融部内の流れ)による温度輸送効果を考慮した評価が可能となり,溶接の現象論的把握と残留応力制御へ向けた基盤が整備された.

研究成果

• [雑誌論文] Phenomenological evaluation of laser-irradiated welding processes with a combined use of higher-accuracy experiments and computational science methodologies(5) Numerical simulation of the welding processes with a multi-dimensional multi-physics analysis c (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Yamashita, T. Yamada, Y. Yonemoto, T. Kunugi and T. Muramatsu
  • 雑誌名: Proc. of ICONE19 巻: 19
• [雑誌論文] Development of laser welding simulation code with advanced numerical models (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Yamashita, Y. Yonemoto, T. Yamada, T. Kunugi and T. Muramatsu
  • 雑誌名: Q. J. Jpn. Weld. Soc. 巻: 29 ページ: 48s-52s
• [学会発表] レーザー溶接補修技術の標準化へ向けた研究開発(9)溶融池内対流が温度場へ及ぼす影響評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下晋,山田知典,高瀬和之,村松壽晴
  • 学会等名: 原子力学会2012年春の年会
  • 発表場所: 福井大学文京キャンパス
  • 年月日: 20120319-21
• [学会発表] レーザー溶接複合プロセスにおける現象論的評価へ向けた数値シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下晋,山田知典,功刀資彰,村松壽晴
  • 学会等名: 第25回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス
  • 年月日: 20111219-21
• [学会発表] Phenomenological Evaluation of Laser Welding Processes with a Combined Use of Higher-Accuracy Experiments and Computational Science Methodologies(4) Numerical Simulation of the Welding Processes with a Multi-Dimensional Multi-Physics Analysis code SPLICE (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Yamashita, T. Yamada, Y. Yonemoto, T. Kunugi and T. Muramatsu
  • 学会等名: Intl. Conf. Materials and Reliability
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 20111120-22
• [学会発表] レーザー溶接補修技術の標準化に向けた研究開発(7)残留応力評価に向けた内部応力モデリングの検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下晋,山田知典,村松壽晴,高瀬和之
  • 学会等名: 日本原子力学会2011年秋の大会
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 20110920-22
• [学会発表] レーザー溶接の現象論的評価へ向けた値シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下晋,山田知典,功刀資彰,村松壽晴
  • 学会等名: 混相流学会年会講演会2011
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 20110806-08
• [学会発表] CIP有限体積法によるレーザー溶接シミュレーションコードの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下晋,山田知典,米本幸弘,功刀資彰,村松壽晴
  • 学会等名: 計算工学講演会論文集
  • 発表場所: 東京大学柏キャンパス
  • 年月日: 20110525-27
• [学会発表] Numerical simulation of laser welding processes with CIP finite volume method (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Yamashita, Y. Yonemoto, T. Yamada, T. Kunugi and T. Muramatsu
  • 学会等名: Visual-JW2010
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20101111-12