微細組織変化に基づく原子炉構造材料の機械的特性変化予測手法構築に関する研究

基于微观结构变化预测核反应堆结构材料力学性能变化方法的研究

基本信息

  • 批准号：
    18J12324
  • 负责人：
    早川 頌
  • 金额：
    $ 1.34万
  • 依托单位：
    The University of Tokyo
  • 依托单位国家：
    日本
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份：
    2018
  • 资助国家：
    日本
  • 起止时间：
    2018-04-25 至 2020-03-31
  • 项目状态：
    已结题

项目摘要

構造材料の健全性を保つためには材料中ミクロ組織発達の包括的理解が重要であり，そのために分子動力学法を用いたモデリングによるアプローチが従来広く用いられてきた．しかし結晶欠陥の拡散挙動を伴うような数ナノ秒以上の時間スケールで発生する現象の分子動力学法によるモデル化は計算コストの観点から現実的ではなく，この時間スケールのギャップを原子スケールの精度を保持したまま橋渡しする技術の開発・発展が強く望まれている．また前年度には分子動力学法と同等の精度を有するメゾ時間スケール計算手法であるSelf-evolving atomistic kinetic Monte Carlo（SEAKMC）法の高速化を行い，これによりオリジナル手法と比較して約100倍の高速化に成功した．しかしkinetic Monte Carlo法が一般的に抱えるFlicker eventsの問題に関しては未対策のままであり，上記手法が適用できないメゾ時間スケール現象が存在することが課題であった．以上を踏まえ当年度の研究では最適化手法を用いたミクロ組織安定状態再現手法の開発を行った．開発手法を面心立方金属中に形成した自己格子間原子クラスタに適用した結果，初期状態では不安定形状だったクラスタが複雑な原子拡散挙動を経て安定形態に変換する様子が確認された．さらに同クラスタに対してSEAKMC法を適用したところFlicker eventsの影響により安定形態変換過程が再現されなかった．これはすなわち本開発手法がFlicker eventsの影響を軽減できていることを意味する．本開発手法は原子スケールの精度，メゾ時間スケール性，計算コストの低さを併せ持つ画期的なものであり，工学的価値が極めて高いと言える．
Construction materials の sanity を bartender つ た め に は materials ミ ク ロ organization 発 の including understanding が important で あ り, そ の た め に molecular dynamics method を with い た モ デ リ ン グ に よ る ア プ ロ ー チ が 従 to his design く with い ら れ て き た. Scattered 挙 し か し crystallization owe 陥 の company move を with う よ う な number ナ above の ノ seconds ス ケ ー ル で 発 raw す る phenomenon の molecular dynamics method に よ る モ デ ル change は calculation コ ス ト の 観 point か ら presently be で は な く, こ の time ス ケ ー ル の ギ ャ ッ プ を atomic ス ケ ー ル の precision を keep し た ま ま crossing し す る technical の 発 · 発 exhibition opened が looking strong く ま れ て い る. Youdaoplaceholder0 previous year に に molecular dynamics method と equivalent <s:1> accuracy を するメゾ time スケ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> calculation method であるSelf-evolving atomistic kinetic Monte Carlo (SEAKMC) method <s:1> high-speed を line また The と れによ と リジナ リジナ リジナ と technique と comparison <s:1> て about 100 times more <s:1> high-speed に success た た た. し か し kinetic Monte Carlo method が general に embrace え る flickr events の problem に masato し て は not ce seaborne の ま ま で あ り, written technique が applicable で き な い メ ゾ time ス ケ ー ル phenomenon exists が す る こ と が subject で あ っ た. The above を in the まえ of the current year, the <s:1> research で を optimization method を, the を た た ロ ロ ロ ロ tissue stability state reproduction method <e:1> was carried out by を and った. Open 発 gimmick を に formation in a face-centered cubic metal し た his cubicle atomic ク ラ ス タ に applicable し た as a result, the initial state で は unrest shape だ っ た ク ラ ス タ が complex 雑 な atomic company, scattered 挙 dynamic を 経 て stable form に variations in す る others child が confirm さ れ た. さ ら に with ク ラ ス タ に し seaborne て SEAKMC を applicable し た と こ ろ flickr events の influence に よ り stability and morphological variations in が reappears さ れ な か っ た. こ れ は す な わ ち this open 発 gimmick が flickr events の influence を 軽 minus で き て い る こ と を mean す る. This open 発 gimmick は atomic ス ケ ー ル の precision, メ ゾ time ス ケ ー ル, calculate コ ス ト の low さ を and せ hold つ painting period な も の で あ り, engineering of 価 numerical が め extremely high て い と said え る.

项目成果

期刊论文数量（0）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
造材料を対象とした原子スケールの精度を有するマルチ時間スケールモデルの構築
构建具有原子尺度精度的建筑材料多时间尺度模型
  • DOI：
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    Hayakawa Sho;Doihara Kohei;Okita Taira;Itakura Mitsuhiro;Aichi Masaatsu;Suzuki Katsuyuki;早川頌，沖田泰良，板倉充洋
  • 通讯作者：
    早川頌，沖田泰良，板倉充洋
Atomistic simulations for the mechanism of a self-climb process of a defect cluster in BCC-Fe
BCC-Fe 缺陷团簇自爬过程机理的原子模拟
  • DOI：
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    S. Hayakawa;T. Okita;K. Ninomiya;M. Itakura
  • 通讯作者：
    M. Itakura
Atomistic simulations for the effects of stacking fault energy on defect formations by displacement cascades in FCC metals under Poisson’s deformation
  • DOI：
    10.1007/s10853-019-03688-1
  • 发表时间：
    2019-05
  • 期刊：
    Journal of Materials Science
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    Sho Hayakawa;T. Okita;M. Itakura;T. Kawabata;Katsuyuki Suzuki
  • 通讯作者：
    Sho Hayakawa;T. Okita;M. Itakura;T. Kawabata;Katsuyuki Suzuki
Oak Ridge National Laboratory/University of Tennessee, Knoxville(米国)
橡树岭国家实验室/田纳西大学，诺克斯维尔（美国）
  • DOI：
  • 发表时间：
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
  • 通讯作者：
Zr中におけるcタイプ転位ループ形成過程の解明とFeに関する影響の研究
Zr中c型位错环形成过程的阐明及其对Fe影响的研究
  • DOI：
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    Hayakawa Sho;Doihara Kohei;Okita Taira;Itakura Mitsuhiro;Aichi Masaatsu;Suzuki Katsuyuki;早川頌，沖田泰良，板倉充洋;寺山怜志，岩瀬祐樹，早川頌，沖田泰良，板倉充洋;強光友，沖田泰良，安達悠希也，早川頌，板倉充洋
  • 通讯作者：
    強光友，沖田泰良，安達悠希也，早川頌，板倉充洋
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