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諸数学分野の理論に基づく構造保存型数値解法の拡張

Research Project

Project/Area Number 16J03662
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Computational science
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

佐藤 峻  東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords微分代数方程式 / 構造保存数値解法 / 離散勾配法 / 混合微分 / 発展方程式 / 収束解析 / short pulse方程式 / sine-Gordon方程式 / 自己適合動的格子差分法
Outline of Annual Research Achievements

本年度は最終年度であったため,これまでの研究のブラッシュアップおよび取りまとめを行った.
昨年度までに研究し,研究報告書において報告した「short pulse方程式に対する自己適合動的格子差分法」,「混合微分を含む発展方程式に対する数値解法」,「Modified Hunter--Saxton 方程式に対する構造保存差分法の収束解析」に関して,投稿していた論文が今年度に採択された.
昨年度研究を開始し,研究報告書において報告した「微分代数方程式に対する離散勾配法」について,さらに研究を進めた上で論文を投稿した.また関連する内容に関して国内学会で発表した.この研究は,離散勾配法を微分代数方程式へ拡張したものである.離散勾配法とは,常微分方程式が保存量 (時間とともに変わらない量) あるいは散逸量 (時間とともに減少する量) をもつ場合に,これらの性質を継承した数値解法を構成する代表的な手法である.離散勾配法の枠組は常微分方程式に対しては非常によく整理されており,原理的には全ての保存/散逸量をもつ常微分方程式に対して適用できることが知られている.同様の手法は,個別の微分代数方程式 (常微分方程式の一種の拡張であり,拘束条件をもつ) に対しても適用されてきたが,枠組としては全く整備されていなかった.昨年度は,微分代数方程式における保存/散逸量の議論を整備したが,今年度は,指数1という比較的扱いやすい微分代数方程式に限定するものの,保存/散逸量を継承した離散化手法を構成した.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Texas Rio Grande Valley(米国)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] On spatial discretization of evolutionary differential equations on the periodic domain with a mixed derivative2019

    • Author(s)
      Shun Sato, Takayasu Matsuo
    • Journal Title

      Journal of Computational and Applied Mathematics

      Volume: 358 Pages: 221-240

    • DOI

      10.1016/j.cam.2019.03.021

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
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  • [Journal Article] A robust numerical integrator for the short pulse equation near criticality2019

    • Author(s)
      Shun Sato, Kazuhito Oguma, Takayasu Matsuo, Baofeng Feng
    • Journal Title

      Journal of Computational and Applied Mathematics

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
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    • Author(s)
      Shun Sato
    • Journal Title

      arXiv e-prints

      Volume: arXiv:1805.04824

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Stability and convergence of a conservative finite difference scheme for the modified Hunter?Saxton equation2018

    • Author(s)
      Shun Sato
    • Journal Title

      BIT Numerical Mathematics

      Volume: 59 Issue: 1 Pages: 213-241

    • DOI

      10.1007/s10543-018-0726-9

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stability and convergence of a conservative finite difference scheme for the modified Hunter--Saxton equation2018

    • Author(s)
      Shun Sato
    • Journal Title

      METR

      Volume: 18-04

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      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] On spatial discretization of evolutionary differential equations on the periodic domain2017

    • Author(s)
      Shun Sato, Takayasu Matsuo
    • Journal Title

      METR

      Volume: 17-11

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      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] A novel discrete variational derivative method using ``average-difference methods''2016

    • Author(s)
      D. Furihata, S. Sato, T. Matsuo
    • Journal Title

      JSIAM Letters

      Volume: 8 Issue: 0 Pages: 81-84

    • DOI

      10.14495/jsiaml.8.81

    • NAID

      130005434752

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A self-adaptive moving mesh method for the short pulse equation via its hodograph link to the sine-Gordon equation2016

    • Author(s)
      Shun Sato, Kazuhito Oguma, Takayasu Matsuo, Baofeng Feng
    • Journal Title

      METR

      Volume: 16-13

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      2016 Annual Research Report
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      佐藤 峻
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      佐藤 峻
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      Shun Sato
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      2018 Annual Research Report
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  • [Presentation] modified Hunter--Saxton方程式に対する保存的数値解法と爆発現象の数値的観察2018

    • Author(s)
      佐藤 峻
    • Organizer
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      Shun Sato
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      佐藤 峻
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      佐藤 峻
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      2017 Annual Research Report
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      佐藤 峻,松尾 宇泰
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      日本応用数理学会2017年度年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] On spatial discretization of evolutionary differential equations on the periodic domain with a mixed derivative2017

    • Author(s)
      Shun Sato, Takayasu Matsuo
    • Organizer
      SciCADE 2017
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 平均化作用素を用いた差分法について2017

    • Author(s)
      佐藤 峻
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 微分代数方程式に対する離散勾配法について2017

    • Author(s)
      佐藤 峻
    • Organizer
      2017年度応用数学合同研究集会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 平均化作用素を用いた新たな離散変分法の離散保存則2016

    • Author(s)
      降籏 大介,佐藤 峻,松尾 宇泰
    • Organizer
      第45回数値解析シンポジウム
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] A Lyapunov-type theorem for dissipative numerical integrators with adaptive time-stepping2016

    • Author(s)
      Shun Sato, Takayasu Matsuo, Hideyuki Suzuki, Daisuke Furihata
    • Organizer
      SIAM: East Asian Section Conference 2016
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A stabilized self-adaptive moving mesh integrator for the short pulse equation2016

    • Author(s)
      Shun Sato, Takayasu Matsuo, Baofeng Feng
    • Organizer
      The Fourth International Conference: Nonlinear Waves --Theory and Applications --
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 混合微分をもつ1次元発展偏微分方程式の数値解法について2016

    • Author(s)
      佐藤 峻
    • Organizer
      応用数学フレッシュマンセミナー2016
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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