セルオートマトン法による凝固組織および偏析のシミュレーション

セルオートマトン法による凝固組織および偏析のシミュレーション

研究室の集合写真

研究室の集合写真

1.研究室名 秋田大学 大学院理工研究科 物質科学専攻 材料理工学コース 棗研究室
2.所在地

〒010-8502
秋田県秋田市手形学園町1-1
TEL:018-889-2410

3.研究室URL
4.連絡先メールアドレス

natsume(a)gipc.akita-u.ac.jp
*(a)を@に変えてお送りください

5.研究室の概要

 本研究室では,金属・合金の鋳造・凝固プロセスにおける凝固組織および偏析制御に関する研究を行っています。特に,セルオートマトン法に基づく凝固組織形成,偏析形成のモデリングおよび数値シミュレーションを行っています。最近では,データ同化を用いて高精度な凝固シミュレーションを実現する凝固伝熱パラメータの推定や機械学習と凝固モデルを融合させて計算を高速化させる研究なども行っています。

6.キーワード 鉄鋼材料,アルミ基合金鋳造材料,凝固組織制御,ミクロ偏析,マクロ偏析,シミュレーション,データ同化,機械学習
7.研究室の人員構成

准教授:棗 千修
博士後期課程:1名
博士前期課程:7名
学部4年生:5名

(2022年4月現在)

8.所属学会 日本鋳造工学会,日本鉄鋼協会,日本金属学会,軽金属学会
9.鋳造技術関連の
  主な研究テーマ

 当研究室では鋳造材の凝固組織制御の指針を得る目的で,凝固プロセスの数値シミュレーション法の研究を主として行っています。また数値モデルの妥当性を検討するために,鋳造材の凝固組織形態の評価法に関する実験研究を行っています。現在の主要な研究テーマは以下の通りです。

1.セルオートマトン法によるミクロ・マクロ凝固組織シミュレーション
2.ミクロ・マクロ偏析実験および数値シミュレーション
3.データ同化による凝固パラメータ推定
4.X線CTによる凝固組織・偏析の3次元観察
5.機械学習と凝固モデルの融合による数値シミュレーション

10.鋳造関連の
  主な研究設備,装置

・研究室:ワークステーション(CPU, GPU),非鉄合金溶解用電気炉,ボックス炉,金属切断機,自動研磨機,金属顕微鏡,実体顕微鏡,熱力学ソフトウエア(Pandat)

・学科共通:高周波溶解炉(溶解量:3Kg),真空高周波溶解炉(溶解量:1Kg),EPMA,AES,XPS,万能材料試験機,ビッカース硬度計,XRDなど

11.技術相談が受けられる分野
  /連携可能な分野

凝固組織・偏析シミュレーション,金属組織学的検査法,凝固組織の評価法,金属材料の機械的特性,熱力学解析に関する技術相談・共同研究等

12.設備・装置の使用の可否
  /依頼試験の可否
設備・装置の使用 : 可 (備考 : 一部)
依頼試験 : 否 (備考 : 共同研究・受託研究は可)
13.産学連携状況

企業側技術者を交えた日本鉄鋼協会の研究会に参加しています。また民間企業との共同研究・受託研究を行っています。

14.その他特記事項
  (特許・受賞等)

特になし

15.記載日 2022年5月23日