フェーズフィールド法の基礎と材料の機能性向上への活かし方〜デモ付〜
〜 フェーズフィールド法の原理、GPUによる高速化、シングルフェーズフィールド法とマルチフェーズフィールド法の活用 〜
- 材料組織形成のためのシミュレーションであるフェーズフィールド法を修得して、新材料開発や設計に活かすための講座
- 独学では難しいフェーズフィールド法をサンプルプログラミングを通して実務的に理解できる特別講座!
- フェーズフィールド法は、凝固、再結晶、相変態、結晶成長、転位、き裂、流体、バイオメカニクス、最適設計などの分野で強力な予測モデルとしての応用が注目されています
- サンプルプログラムはお持ち帰り可能です。USBメモリをご持参ください。
講師の言葉
材料中で生じる凝固、結晶粒成長、相変態などによる組織形成過程の強力なシミュレーション法として、フェーズフィールド法が注目されています。いまやフェーズフィールド法を用いた材料組織形成シミュレーションは、学術界はもちろんのこと、材料メーカー、自動車メーカー、電機メーカーなどの産業界でも広く普及しています。しかし、フェーズフィールド法に関する日本語の教科書は、すでに出版されていますが、教科書を読んで独学でフェーズフィールド法の理論背景、数学的導出、プログラミングそしてシミュレーション結果を理解することは容易ではありません。
本セミナーでは、フェーズフィールド法に興味をお持ちで、はじめての方でも理解頂けるように、フェーズフィールド法の基礎理論を丁寧に説明した上で、サンプルプログラムを用いたプログラミングおよびシミュレーションデモを行います。また、実務上で直面する計算コストの問題を解決するための方法として、GPUによるフェーズフィールド法の高速化についてもサンプルプログラムを用いて説明します。
セミナー詳細
開催日時 |
- 2016年03月09日(水) 10:30 ~ 17:30
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開催場所 |
日本テクノセンター研修室 |
カテゴリー |
加工・接着接合・材料、ソフト・データ・画像・デザイン |
受講対象者 |
・材料開発、製造、分析に携わる技術者、研究者
・金属熱処理に携わる技術者
・材料加工に携わる技術者、研究者
・材料特性・機能性向上を設計に活かそうとお考えの技術者
・フェーズフィールド法に興味のある方 |
予備知識 |
・Fortran言語やC言語で書かれたプログラムが読めれば、理解が深まります |
修得知識 |
・フェーズフィールド法の基礎理論を理解できる
・フェーズフィールド法の簡単なプログラムを作成できる |
プログラム |
1.フェーズフィールド法の概要 (1).背景説明 (2).フェーズフィールド法の研究紹介 〜フェーズフィールド法で何ができるか?〜 (3).本セミナーの目的と流れの説明
2.シングルフェーズフィールド法 〜フェーズフィールドモデルの基本原理の理解〜 (1).秩序変数の定義 a.非保存系の秩序変数(フェーズフィールド変数) b.保存系の秩序変数 (2).全自由エネルギーの導出 a.バルク自由エネルギー b.勾配エネルギー (3).時間発展方程式の導出 a.Allen-Cahn方程式(非保存系の秩序変数の時間発展方程式) b.Cahn-Hilliard方程式(保存系の秩序変数の時間発展方程式) (4).パラメータと物性値との関係付け a.勾配エネルギー係数 b.ダブルウェルポテンシャル高さ c.フェーズフィールドモビリティー (5).離散化 a.差分法による離散化 b.スペクトル法による離散化 (6).拡散型相変態モデルのプログラミング&シミュレーション(サンプルプログラムの説明) a.1次元シミュレーション b.2次元シミュレーション (7).GPUによる計算高速化 a.GPUとは b.簡単なGPGPUプログラムの説明 c.CUDA Fortranによるシングルフェーズフィールド法のプログラミングの説明 d.2次元シミュレーションの高速化(デモンストレーション) e.3次元シミュレーションの高速化(デモンストレーション)
3.材料の機能性向上を目的としたマルチフェーズフィールド法 (1).秩序変数の定義 a.複数のフェーズフィールド変数の取り扱い b.界面での濃度場の取り扱い (2).全自由エネルギーの導出 a.バルク自由エネルギー b.勾配エネルギー (3).時間発展方程式の導出 (4).パラメータと物性値との関係付け a.勾配エネルギー係数 b.ダブルウェルポテンシャル高さ c.フェーズフィールドモビリティー (5).離散化 a.差分法による離散化 (6).拡散型相変態モデルのプログラミング&シミュレーション(サンプルプログラムの説明) a.1次元シミュレーション b.計算効率化アルゴリズム c.2次元シミュレーション (7).GPUによる3次元シミュレーションの高速化(デモンストレーション)
4.マルチスケールシミュレーションへの応用 (1).材料組織から材料機能・特性への活用
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キーワード |
フェーズフィールド法 シングルフェーズフィールド法 マルチフェーズフィールド法 時間発展方程式 GPU メゾスケール 材料組織予測 き裂進展 混相流 転位 デンドライト 多相多結晶 |
タグ |
バイオ・遺伝子、化学、化学工学、ソフト品質、ソフト教育、金属材料、材料 |
受講料 |
一般 (1名):49,500円(税込)
同時複数申込の場合(1名):44,000円(税込)
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会場 |
日本テクノセンター研修室
〒 163-0722 東京都新宿区西新宿2-7-1 新宿第一生命ビルディング(22階)
- JR「新宿駅」西口から徒歩10分
- 東京メトロ丸ノ内線「西新宿駅」から徒歩8分
- 都営大江戸線「都庁前駅」から徒歩5分
電話番号 : 03-5322-5888
FAX : 03-5322-5666
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