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現代解析学と計算科学の手法による乱流の数学的理論の構築

研究課題

研究課題/領域番号 24224003
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 基礎解析学
研究機関早稲田大学

研究代表者

小薗 英雄  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00195728)

研究分担者 金田 行雄  愛知工業大学, 工学部, 教授 (10107691)
久保 英夫  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50283346)
中村 誠  山形大学, 理学部, 教授 (70312634)
芳松 克則  名古屋大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (70377802)
隠居 良行  九州大学, 数理(科)学研究科(研究院), 教授 (80243913)
菱田 俊明  名古屋大学, 多元数理科学研究科, 教授 (60257243)
連携研究者 小澤 徹  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70204196)
研究期間 (年度) 2012-05-31 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
191,100千円 (直接経費: 147,000千円、間接経費: 44,100千円)
2016年度: 42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円)
2015年度: 37,180千円 (直接経費: 28,600千円、間接経費: 8,580千円)
2014年度: 37,180千円 (直接経費: 28,600千円、間接経費: 8,580千円)
2013年度: 36,270千円 (直接経費: 27,900千円、間接経費: 8,370千円)
2012年度: 38,090千円 (直接経費: 29,300千円、間接経費: 8,790千円)
キーワードナビエ・ストークス方程式 / 調和解析学 / 関数解析学 / 大域的適切性 / 漸近解析 / 乱流の普遍性 / 情報縮約手法 / 信頼性評価 / Navier-Stokes 方程式 / 流量条件 / 調和ベクトル場 / 漸近安定 / Stokes 方程式 / 最大正則性定理 / Keller-Segel 方程式系 / 自己相似解 / 指数漸近安定 / Leray-Fujita の不等式 / 周期解 / Lax-Milgram の定理 / Garding の不等式 / Besov空間 / Triebel-Lizorkin空間 / Navier-Stokes方程式 / Keller-Siegel方程式系 / compensated compactness / Navier-Stoeks 方程式 / Euler方程式 / Betti数 / 回転流体 / 乱流の普遍原理 / ウェーブレット解析 / 線形応答理論 / エネルギースペクトル
研究成果の概要

計算流体力学研究班の手法で簡単化された乱流モデルの構築,小さなスケールの流れの解析がかなりの精度で実現された.数学解析研究班の手法により,大きなスケールの乱流の普遍原理の確立がなされ「流れの数理」に成果をもたらした.「ナビエ・ストークス方程式大きなデータに対する時間大域的適切性」について,部分的ではあるが本質的な進歩が得られた.特に非線形偏微分方程式の手法を用いて大きなデータの解析が実行され,大きなレイノルズ数を扱うことがある程度可能となった.本研究により,乱流の解明に迫る現代解析学と計算科学の手法による「流体数学理論」が構築されつつある.

評価記号
検証結果 (区分)

A

評価記号
評価結果 (区分)

A: 当初目標に向けて順調に研究が進展しており、期待どおりの成果が見込まれる

報告書

(8件)
  • 2017 研究進捗評価(検証) ( PDF )
  • 2016 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書   研究概要(研究進捗評価) ( PDF )   研究進捗評価(評価結果) ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2016 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 1件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 7件、 招待講演 17件) 図書 (2件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] TU Darmstadt(Germany)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Technical University of Darmstadt(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Existence and uniqueness theorem on mild solutions to the Keller–Segel system coupled with the Navier–Stokes fluid2016

    • 著者名/発表者名
      H.Kozono; M.Miurai; Y.Sugiyama
    • 雑誌名

      J. Funct. Anal.

      巻: 270 号: 5 ページ: 1663-1683

    • DOI

      10.1016/j.jfa.2015.10.016

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 非圧縮性ナビエ・ストークス方程式の定常・非定常流の調和解析的研究2015

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄
    • 雑誌名

      数学

      巻: 67

    • NAID

      130005893404

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Existence of periodic solutions and their asymptotic stability to the Navier-Stokes equations with the Coriolis force2014

    • 著者名/発表者名
      Kozono,H., Mashiko,Y., Takada,R.
    • 雑誌名

      J. Evolution Equations

      巻: 14 号: 3 ページ: 565-601

    • DOI

      10.1007/s00028-014-0228-4

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weak solutions of the Navier-Stokes equations with non-zero boundary values in an exterior domain satisfying the strong energy inequality2014

    • 著者名/発表者名
      Farwig, R., Kozono, H.
    • 雑誌名

      J. Differential Equation

      巻: 256 号: 7 ページ: 2633-2658

    • DOI

      10.1016/j.jde.2014.01.029

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remark on the stability of the large stationary solutions to the Navier-Stokes equations under the general flux condition2014

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kanbayashi, Kozono Hideo, Takahiro Okabe
    • 雑誌名

      J. Math. Anal. Appl.

      巻: 409 号: 1 ページ: 378-392

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2013.07.016

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Almost global existence for nonlinear wave equations in an exterior domain in two space dimensions2014

    • 著者名/発表者名
      H. Kubo
    • 雑誌名

      J. Differential Equations

      巻: 257 号: 8 ページ: 2765-2800

    • DOI

      10.1016/j.jde.2014.05.048

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the sharp constant for the weighted Trudinger-Moser type inequality of the scaling invariant form2014

    • 著者名/発表者名
      M. Ishiwata, M. Nakamura, and H. Wadade
    • 雑誌名

      Ann. Inst. H. Poincare Anal. Non Lineaire

      巻: 31 号: 2 ページ: 297-314

    • DOI

      10.1016/j.anihpc.2013.03.004

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generalized Lax-Milgram theorem in Banach spaces and its application to the elliptic system of boundary value problems2013

    • 著者名/発表者名
      Kozono, H., Yanagisawa, T.
    • 雑誌名

      Manuscripta Math.

      巻: 141 号: 3-4 ページ: 637-662

    • DOI

      10.1007/s00229-012-0586-6

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global compensated compactness theorem for general differential operators of first order2013

    • 著者名/発表者名
      Kozono, H., Yanagisawa, T.
    • 雑誌名

      Arch. Rational Mech. Anal.

      巻: 207 号: 3 ページ: 879-905

    • DOI

      10.1007/s00205-012-0583-7

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hadamard variational formula for the Green's function of the boundary value problem on the Stokes equations2013

    • 著者名/発表者名
      Kozono, H., Ushikoshi, E.
    • 雑誌名

      Arch. Ration. Mech. Anal.

      巻: 208 号: 3 ページ: 1005-1055

    • DOI

      10.1007/s00205-013-0611-2

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weak solutions of the stationary Navier-Stokes equations for a viscous incompressible fluid past an obstacle2013

    • 著者名/発表者名
      Heck, H., Kim, H., Kozono, H.
    • 雑誌名

      Math. Ann.

      巻: 356 号: 2 ページ: 653-681

    • DOI

      10.1007/s00208-012-0861-6

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent vorticity and current density simulation of three-dimensional magnetohydrodynamic turbulence using orthogonal wavelets2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshimatsu, K., Okamoto, N., Kawahara, Y., Schneider, K., Farge, M.
    • 雑誌名

      Geophys. Astrophys. Fluid Dyn.

      巻: 107

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Examination of the four-fifths law for longitudinal third-order moments in incompressible magnetohydrodynamic turbulence in a periodic box2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshimatsu, K.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 85

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the stationary Navier-Stokes equations in exterior domains2012

    • 著者名/発表者名
      Kim, H., Kozono, H.,
    • 雑誌名

      J. Math. Anal. Appl.

      巻: 395 号: 2 ページ: 486-495

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2012.05.039

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Leray's inequality in general multi-connected domains in R^n2012

    • 著者名/発表者名
      H. Kozono, R. Farwig, T. Yanagisawa
    • 雑誌名

      Mathematische Annalen(online first)

      巻: 354 号: 1 ページ: 137-145

    • DOI

      10.1007/s00208-011-0716-6

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On freely decaying, anisotropic, axisymmetric Saffman turbulence2012

    • 著者名/発表者名
      Davidson P.A., Okamoto N. and Kaneda Y.
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics

      巻: 706 ページ: 150-172

    • DOI

      10.1017/jfm.2012.242

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] New a priori estimate of the 3D Navier-Stokes equations and its application to the Liouville-type theorem2016

    • 著者名/発表者名
      Kozono,H.
    • 学会等名
      The 16th International Conference, Graduate School of Mathematics, Nagoya University, Navier-Stokes equations and related topics
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hadamard variational formula for eigenvalues of the Stokes equations and its application2015

    • 著者名/発表者名
      Kozono,H.
    • 学会等名
      Mathematical Fluid Mechanics: Old Problems, New Trends
    • 発表場所
      Banach Center Conference
    • 年月日
      2015-08-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stability of large solutions to the stationary Navier-Stokes equations in 3D multi-connected domain2015

    • 著者名/発表者名
      Kozono,H.
    • 学会等名
      Workshop on the Navier-Stokes Equations, in honour of Prof. Reinhard Farwig's 60th birthday
    • 発表場所
      TU Darmstadt
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stability of the large solutions to the stationary Navier-Stokes equations2015

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄
    • 学会等名
      The 32nd Kyushu Symposium on Partial Differential Equations
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ
    • 年月日
      2015-01-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stability of the large stationary solutions to the Navier-Stokes equations2014

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄
    • 学会等名
      International Conference on Mathematical Fluid Dynamics, Present and Future
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2014-11-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] D-solutions of the stationary Navier-Stokes equations past an obstacle2014

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄
    • 学会等名
      Classical Problems and New Trends in Mathematical Fluid Dynamics
    • 発表場所
      Ferrara, Italy
    • 年月日
      2014-09-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 非圧縮性ナビエ・ストークス方程式の定常・非定常流の調和解析的研究2014

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2014-09-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Convergence of D-solutions in constant vectors at infinity of the stationary Navier-Stokes equations past an obstacle2014

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄
    • 学会等名
      Vorticity, Rotation and Symmetry (III); Approaching Limiting Cases of Fluid Flows
    • 発表場所
      CIRM, Luminy France
    • 年月日
      2014-05-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New function space in general unbounded domains and its applications to the Navier-Stokes equations2014

    • 著者名/発表者名
      Hideo KOZONO
    • 学会等名
      The 4th. Korea PDE School; Potential and functional analytic techniques for PDEs
    • 発表場所
      NIMS, Daejeon, Korea
    • 年月日
      2014-02-10 – 2014-02-14
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Leray's problem on D-solutions to the stationary Navier-Stokes equations past an obstacle2013

    • 著者名/発表者名
      Hideo KOZONO
    • 学会等名
      International Conference: Mathematical Analysis of Nonlinear Partial Differential Equations
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ
    • 年月日
      2013-11-13 – 2013-11-15
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Leray's problem on D-solutions of the stationary Navier-Stokes equations past an obstacle2013

    • 著者名/発表者名
      Hideo KOZONO
    • 学会等名
      One Forum, Two Cities 2013, Aspect of Nonlinear PDEs
    • 発表場所
      Waseda Univ. Tokyo, Japan
    • 年月日
      2013-09-17 – 2013-09-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Leray's problem on D-solutions to the stationary Navier-Stokes equations past an obstacle2013

    • 著者名/発表者名
      Hideo KOZONO
    • 学会等名
      9th ISAAC Congress
    • 発表場所
      Krakow,Poland
    • 年月日
      2013-08-05 – 2013-08-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Leray's problem on D-solutions to the stationary Navier-Stokes equations past an obstacle.2013

    • 著者名/発表者名
      Hideo KOZONO
    • 学会等名
      The Asian Mathematical Conference
    • 発表場所
      BEXCO, Busan, Korea
    • 年月日
      2013-06-30 – 2013-07-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] New function space in general unbounded domains and its applications2012

    • 著者名/発表者名
      Hideo Kozono
    • 学会等名
      The 5th Japanese-German International Workshop on Mathematical Fluid Dynamics
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Boundary value problem of the Navier-Stokes equations in multi-connected domains2012

    • 著者名/発表者名
      Hideo Kozono
    • 学会等名
      International Workshop on Mathematical Fluid Dynamics and Nonlinear Wave
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Uniqueness criterion of weak solutions to the Navier-Stokes equations in general unbounded domains2012

    • 著者名/発表者名
      Hideo Kozono
    • 学会等名
      Oberwolfach Workshop on Mathematical Aspects of Hydrodynamics
    • 発表場所
      Math. Insti. Oberwolfach, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Uniqueness criterion of weak solutions to the Navier-Stokes equationsin general unbounded domains2012

    • 著者名/発表者名
      Hideo Kozono
    • 学会等名
      Parabolic and Navier-Stokes Equations
    • 発表場所
      Banach Center, Bedlewo, Poland
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Inhomogeneous boundary value problem of the stationary Navier-Stokes equations in multi-connected domains2012

    • 著者名/発表者名
      Hideo Kozono
    • 学会等名
      International Workshop on PDE, Nonlinear Dispersive Equations and Fluid Mechanics, Well-posedness and Smoothing Effect
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Recent developments of mathematical fluid mechanics, Advances in Mathematical Fluid Mechanics2016

    • 著者名/発表者名
      Amann, H., Giga, Y., Kozono, H., Okamoto, H., Yamazaki, M.
    • 総ページ数
      482
    • 出版者
      Birkh\''auser-Verlag
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 乱流の計算科学―乱流解明のツールとしての大規模数値シミュレーション―2012

    • 著者名/発表者名
      金田行雄, 石井克哉, 石原卓, 岩本薫, 吉田恭, 半場藤弘, 芳松克則
    • 総ページ数
      244
    • 出版者
      共立出版計算科学講座第6巻
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 早稲田大学 数物系科学拠点

    • URL

      http://www.sgu-mathphys.sci.waseda.ac.jp/member.html#osono

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] The 12th Japanese-German International Workshop on Mathematical Fluid Dynamics2016

    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2016-03-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] The 9th East Asia Partial Differential Equations Conference2014

    • 発表場所
      Nara
    • 年月日
      2014-07-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2012-11-27   更新日: 2019-07-29  

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