| Project/Area Number |
16H03949
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Foundations of mathematics/Applied mathematics
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小俣 正朗 金沢大学, 数物科学系, 教授 (20214223)
北畑 裕之 千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (20378532)
Ginder Elliott 明治大学, 総合数理学部, 専任准教授 (30648217)
中村 健一 金沢大学, 数物科学系, 准教授 (40293120)
田中 晋平 広島大学, 総合科学研究科, 准教授 (40379897)
中田 聡 広島大学, 理学研究科, 教授 (50217741)
末松 信彦 明治大学, 総合数理学部, 専任准教授 (80542274)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2016: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 数理モデリング / 数値シミュレーション / 分機解析 / 集団運動 / 自己組織化 / 計算機援用分岐解析 / 界面科学 / 分岐解析 / 応用数学 / パターン形跡 / 自励往復現象 / 渋滞現象 / 分岐現象 / モデル化 |
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| Outline of Final Research Achievements |
We carried out mathematical modeling of the self-propelled system and performed mathematical analysis of the mathematical model. In this research, together with the experimental group, we solved the mechanism of oscillation phenomena about the self-propelled material by mathematical modeling. Moreover, it was clarified that the mechanism of collective motion that occurs when multiple self-propelled materials float on the water is not caused by the capillarity phenomenon but is caused by the concentration gradient of the chemical substances contained in the aqueous solution near the water surface. In addition, we have clarified the mechanism of the interaction motion between the string-shaped self-propelled materials and the shape-dependent interaction motion between the self-propelled materials by mathematical modeling and theoretical analysis.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
自己駆動系と呼ばれる化学的または物理的環境に応答しながら駆動する無生物実験系は，生物の群れの運動や細胞運動等の生命現象を理論的に理解する道具として重要な系となっている．この系に現れる現象の理論解析を行うためには，現象を記述する数理モデリングが必須である．この研究では，液滴の集団運動や自律的に周期運動する実験系に注目して，その運動を再現する数理モデリングを行い，その解析から運動が生じるメカニズムの解明を行った．
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