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https://hdl.handle.net/2115/75375

Advances in Phase-field Simulation of Solidification Microstructure

日本語

microsegregation

2014-10

日本金属学会

Materia Japan

53(10)

458-461

凝固組織の形成過程を理解し、高精度に制御することは、鋳造・凝固の分野における古くからの重要課題である。とくに近年では、様々な場面で、高度な凝固組織制御法の発展に対する期待と要求が高まっている。しかしながら、凝固は、溶質拡散、熱拡散、液相中の流動などが関与するマルチフィジックスの現象であり、複数の不均一場のダイナミックスと組織との関係を実験のみから解析することが一般には難しく、理論によって取り扱える範囲も限られる。したがって、シミュレーション研究がこの分野の発展の一翼を担ってきた。凝固組織をシミュレートする手法として、front tracking method, boundary integral method, cellular automaton method,　そしてフェーズフィールド法などが発展してきた。これらの中でも、フェーズフィールド法は、計算アルゴリズムが単純で、多種の現象への適応性や拡張性が高いことから、最も注目され、最も高度化されてきた手法の一つである。しかし、一口にフェーズフィールド法といっても、この手法の応用範囲は、凝固の他、粒成長、拡散型およぼ無拡散型の固相変態、規則-不規則相転移、そして転位ダイナミックスなど、多岐にわたり、これらの現象に応じて手法の発展段階は異なる。例えば、パラメーター・フィッティングによって実験結果を模擬するという段階のものもあれば、現象論に起因する任意性を排除し、測定可能な物性値のみを用いて一意的な結果を算出できる高度なモデルもある。凝固分野のフェーズフィールド法は後者の段階まで進んでいる。その高度な手法は、定量的フェーズフィールド法と呼ばれる。本稿では、定量的フェーズフィールド法を用いた解析例を紹介する。

学術雑誌論文

Version of Record

1340-2625

1884-5843

AN10433227