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複雑ネットワーク上の移流拡散に伴う不安定化の機構解明とその制御

Research Project

Project/Area Number 26880033
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Soft computing
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

秦 重史  独立行政法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, 研究員 (70735927)

Project Period (FY) 2014-08-29 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords複雑ネットワーク / パターン形成 / 反応移流拡散系
Outline of Annual Research Achievements

平成26年度は本研究計画の初年度であった。複雑ネットワーク上における移流拡散的輸送が系にもたらす不安定化、およびパターン形成に関して、以下に述べる研究を行なった。
1.反応因子の移流輸送が系に不安定化をもたらすことを数値実験により確認した。また、線形安定性解析を通して、不安定化がおこる条件を解析的に明らかにするとともに、活性因子および不活性因子の輸送による不安定化の違いを議論した。さらに、不安定化が超臨界分岐に属する場合について、不安定化に伴い自己組織化的に形成されるパターンを、移流行列の固有ベクトルを用いて説明できることを示した。これにより、移流誘起不安定化に伴い形成されるパターンは、移流強度に関して局在性を持つこと、静的なパターンは移流強度が最も高いノードにのみ局在することなどが明らかになった。
2.マルチプレックスネットワーク(多層ネットワーク。従来の単層ネットワークを一般化したもの。)において、活性因子・不活性因子がそれぞれ異なる層のネットワーク上を移動する系の安定性解析を行なった。数値実験により、反応因子の拡散的移動が系に不安定化をもたらすことを確認した。また、系の安定性を、各ネットワークノードの次数(リンクの数)を用いて評価する方法を提案した。これを通して、平成27年度より開始する挑戦的萌芽研究(研究課題番号:15K12111)に向けて予備的な知見を得ることができた。
上記の結果について、内容を論文にまとめ英文雑誌に投稿するとともに、国内外の会議において講演を行なった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2015 2014 Other

All Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] 複雑ネットワーク上における移流方程式2015

    • Author(s)
      秦重史,中尾裕也,Alexander S. Mikhailov
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学,東京都新宿区
    • Year and Date
      2015-03-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ネットワーク上におけるパターン形成の数理2015

    • Author(s)
      秦重史
    • Organizer
      Mathematics in the Real World 6
    • Place of Presentation
      首都大学東京,東京都八王子市
    • Year and Date
      2015-03-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Advection Equation for Network-Organized systems2014

    • Author(s)
      S. Hata
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Complex Dynamical Systems and Their Applications: New Mathematical Concepts and Applications in Life Sciences
    • Place of Presentation
      TOBB University of Economics and Technology, Ankara, Turkey
    • Year and Date
      2014-11-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 反応拡散ネットワーク理論に基づいた生態系モデルの安定性解析2014

    • Author(s)
      秦重史
    • Organizer
      第10回生物数学の理論とその応用
    • Place of Presentation
      京都大学,京都府京都市
    • Year and Date
      2014-09-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 論文リスト、発表リストなど

    • URL

      http://sig-hata.com

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-09-09   Modified: 2016-06-01  

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