PFM × LBM × MPM

NEWS

フェローシッププログラム採択

フェローシッププログラム採択

令和8年度京都工芸繊維大学フェローシッププログラムに採択されました.やっと生活費が手に入りました.

研究紹介の様子

交流会の様子

オーストリアのTechnical University of LeobenのProf. Wuを訪問しました.

耐熱リレーマラソン

耐熱リレーマラソン

研究室メンバーで「京都嵐山耐熱リレーマラソン42.195」に参加し,完走しました.

SPring-8 見学

SPring-8 見学

大型放射光施設(SPring-8)の見学へ行きました.

ICASP7 受賞の様子

ICASP7 Best Graphical Abstract 受賞

グラフィカルアブストラクトが評価され,ICASP7にて受賞しました.

変形誘起溶断現象を再現するモデルの開発

融点付近の固体と液体が共存する環境では,非常に小さな外力で固相のフラグメンテーション(溶断)が生じることが報告されています.固体への外力がきっかけで生じる溶断現象は,凝固溶融,粒界形成,液相流動,固体変形の複数物理の相互作用によって生じ,その複雑さから現象が実際にどのようにして生じているかのメカニズムが解明されていません.我々のグループでは,溶断現象を高精度に再現可能な数値モデルを開発し,シミュレーションにより見えないものを見えるようにすることで,メカニズムを解明する研究を進めています.具体的には,凝固溶融と粒界表現にphase-field法を,液相流動に格子ボルツマン法を,固体変形にmaterial point法を適用しこれらを連成した複数物理モデルの開発を行っています.

Phase-field × Material Point 法

溶断を再現するモデル開発で最も重要かつ難しい点は,凝固と変形の両方による固体の形状変化の表現です.我々のグループでは,凝固の計算にPhase-field法を,固体の変形・運動にmaterial point法を適用してその表現を行っています.Material point法は,固体の変形や破壊をフレキシブルに表現可能な粒子法の一種であり,柔軟な固体の変形計算により,凝固と変形の連成を可能としています.

PF-FFT crackモデルによる大規模な き裂進展計算

溶断現象は固体と液体の間で生じる,「状態変化を伴う」金属の破壊です.我々が普段最もよく目にするのは,よりシンプルな固体と気体の間で生じる,「状態変化を伴わない」金属の破壊です.このような問題に対しては,phase-field(PF)法による固体と気体の表現と高速フーリエ変換(FFT)による変形計算を組み合わせたPF-FFT crackモデルを適用し,大規模な き裂進展計算を進めています.

プロフィール

小林 玄征
京都工芸繊維大学大学院 工芸科学研究科(M2)

出身: 富山県氷見市

研究キーワード
計算力学,凝固,変形,溶断

Phase-field法,粒子法(MPM),有限要素法,FFT,格子ボルツマン法

所属研究室: 数値材料デザイン研究室

研究業績

国際会議

  1. Phase-field multi-physics simulation of grain fragmentation with material point method
    G. Kobayashi, M. Asai, S. Sakane, T. Takaki
    IX International Conference on Particle-Based Methods
    October 20-22, 2025 , Barcelona, Spain.
  2. Phase-field multi-physics modeling and simulations for granular/dendritic fragmentation
    G. Kobayashi, M. Asai, S. Sakane, T. Takaki
    TMS SPECIALTY CONGRESS 2025
    June 15-19, 2025 , Anaheim, California, USA.
  3. Phase-field multi-physics modeling and simulation of granular and dendritic fragmentation induced by solid deformation during solidification
    G. Kobayashi, M. Asai, S. Sakane, T. Takaki
    The 7th International Conference on Advances in Solidification Processes (ICASP7)
    June 10-13, 2025 , Madrid, Spain.
  4. Phase-field multi-physics modeling and simulations for fragmentation of semi-solid grains
    G. Kobayashi, M. Asai, S. Sakane, T. Takaki
    TMS 2025 ANNUAL MEETING & EXHIBITION
    March 23-27, 2025 , Las Vegas, Nevada, USA.
  5. Investigation of a phase-field multi-physics model for grain fragmentation in semi-solid deformation
    G. Kobayashi, M. Asai, S. Sakane, T. Takaki
    The 11th International Conference on Multiscale Materials Modeling (MMM11)
    September 22-27, 2024 , Prague, Czech Republic.

国内会議

  1. 固液共存体への外力付加による溶断現象を再現可能なphase-field複数物理モデル
    〇小林 玄征,浅井 光輝,高木 知弘
    第189回春季講演大会学生ポスターセッション,2026/03/12. (千葉工業大学新習志野キャンパス)
  2. 融点直下固相溶断による組織微細化手法開発に向けたphase-field 複数物理シミュレーション
    〇小林 玄征,浅井 光輝, 高木 知弘
    第11回材料WEEK「材料シンポジウム」,2025/10/06. (京都テルサ)
  3. 固液共存体における固体間接触起因の溶断現象phase-fieldシミュレーション
    〇小林 玄征,浅井 光輝,高木 知弘
    第38回計算力学講演会(CMD2025),2025/09/24. (信州大学工学部)
  4. 外力付加溶断現象を高性能に再現するphase-field複数物理モデルの検討
    〇小林 玄征,浅井 光輝,坂根 慎治,高木 知弘
    第189回春季講演大会学生ポスターセッション,2025/03/09. (東京都立大学南大沢キャンパス)
  5. 溶断による革新的な組織微細化法開発に向けたphase-field複数物理モデル
    〇小林 玄征,浅井 光輝,坂根 慎治,高木 知弘
    第19回若手シンポジウム~材料分野の仕事と研究の魅力~,2024/12/02. (同志社大学大阪サテライトキャンパス)
  6. 外力付加による溶断現象再現に向けた phase-field 複数物理モデルのフレームワーク構築
    〇小林 玄征,浅井 光輝,坂根 慎治,高木 知弘
    第37回計算力学講演会 (CMD2024),2024/10/18-20. (トークネットホール仙台)
  7. 組織微細化を目的とした凝固組織の溶断現象を再現するphase-field複数物理モデル
    〇小林 玄征,浅井 光輝,坂根 慎治,高木 知弘
    第10回材料WEEK「材料シンポジウム」,2024/10/8-9. (京都テルサ)
  8. 応力誘起デンドライト溶断現象再現に向けたphase-field複数物理モデル
    〇小林 玄征,浅井 光輝,坂根 慎治,高木 知弘
    日本金属学会2024年秋期(第175回)講演大会,2024/9/18-20. (大阪大学豊中キャンパス)
  9. デンドライト溶断現象の再現に向けたphase-field複数物理モデルの検討
    〇小林玄征,坂根慎治,高木知弘
    第73期学術講演会,2024/5/26,(出島メッセ長崎)
  10. 外力付加による結晶粒溶断現象の解明に向けた phase-field 複数物理モデルの検討
    〇小林 玄征, 坂根 慎治, 冨田 佳宏, 高木 知弘
    日本機械学会関西支部 2023年度関西学生会卒業研究発表講演会, 2024/3/14. (大阪工業大学大宮キャンパス)

その他

現在読み進めている書籍

  1. 四元数(今野紀雄, 森北出版, 2016)

連絡先

Email: kobayashi.kit.cmd@gmail.com