科学技術における数値的手法の総合的研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02302011
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 牛島 照夫 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (10012410)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 四ッ谷 晶二 龍谷大学, 理工学部, 教授 (60128361) ; 森 正武 東京大学, 工学部, 教授 (20010936) ; 細野 雄三 京都産業大学, 工学部, 教授 (50008877) ; 中尾 充宏 九州大学, 理学部, 助教授 (10136418) ; 鳥居 達生 名古屋大学, 工学部, 教授 (10029069)
• Keywords: 水の波線形非定常問題 / 水の波固有値問題 / 移流拡散差分スキ-ム / 外部領域問題の有限要素近似 / 植物性プランクトンと栄養塩の数理モデル / 精度保証付き数値計算 / 数値積分法 / 界面における反応機構の数理モデル

Research Abstract

1.研究代表者を中心として得られた知見 (1)水の波線形非定常問題の有限要素離散化問題の収束性と誤差評価の方法の抽象的展開 支配作用素が一階の擬微分作用素であることから生ずる興味ある知見を得、時間方向の離散化をニュ-マ-クの方法とする抽象的取扱いを実行した。(2)固有値問題の大域的考察 水の波固有値問題を一定水深水域でフリ-ドリックス・ケラ-分割区分一次連続要素による有限要素法で離散化した問題の解を解析的に表示して、大域的な固有値の近似に関する新しい知見を得た(電気通信大学大学院松木美保子との共同研究。 (3)移流拡散差分スキ-ム 空間一次元等間隔五点差分公式・時間方向前進差分の場合に二乗可積分ノルムでの安定条件を特徴づけた。計算可能な周波数のうち相対的に高周波のものの安定性を論ずるときの基準として導入したεー安定性の概念の有効性を確かめた(電気通信大学大学院名古屋靖一郎との共同研究)。(4)外部領域問題の有限要素近似 台が有界な非斉次項を持つポァッソン方程式を、非斉次項の境界を仮想境界として、そこで非局所境界条件を与えた問題に変換して有限要素計算する方法を正当化した。
2.分担者が著しい成果を収めた研究課題 (1)高速フ-リエ変換を応用した特異積分変換の数値計算法(鳥居達生)。 (2)非線形偏微分方程式の解の存在の数値的検証(中尾充宏)。 (3)植物性プランクトンと栄養塩の数理モデル(細野雄三)。 (4)半無限区間緩減衰振動型間数向き二重指数型数値積分公式(森正武)。 (5)界面反応機構の数理モデル(四ッ谷晶二)。
3.応用数学合同研究発表会の開催 応用数学分野の他の四つの総合研究(研究代表者、有川節夫九州大学、篠原能材徳島大学、西田孝明京都大学、佐藤雅彦東北大学、各教授)と合同して京都大学に於いて実施した。

Research Products

• [Publications] T.Ushijima: "Computational aspect of linear water wave problem" Journal of Computational and Applied Mathematics. 38. 425-445 (1991)
• [Publications] M.Matsuki,T.Ushijima: "An eigenvalue problem for a system of finite difference equations approximating a linear water wave equation" Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics. 9. 91-116 (1992)
• [Publications] S.Nagoya,T.Ushijima: "A theoretical stability analysis for a family of convection diffusion difference schemes using the supercomputing environment" Proceedings of the International Symposium on Supercomputing. 236-245 (1991)
• [Publications] 牛島 照夫,網代 敦,横松 大作: "スチェクロフ固有値問題と結合解法(その2)" 京都大学数理解析研究所講究録.
• [Publications] M.Iri,K.Kubota,K.Murota: "Geometrical/geographical optimization and fast automatic differentiation" Yugoslav Journal of Operations Research. 1. 121-134 (1991)
• [Publications] T.Kako,J.Descloux: "Spectral approximation for the linearized MHD operator in cylindrical region" Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics. 8. 221-244 (1991)
• [Publications] H.Kawarada,H.Koshigoe: "The unsteady flow in the porous media with a free surface" Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics. 8. 41-82 (1991)
• [Publications] T.Hanada,H.Imai,H.Kawarada,M.Natori: "Numerical computations for solidification problems with change of volume" Bullentin of the Greek Mathematical Society. 31. 29-49 (1990)
• [Publications] T.Yamada,F.Kikuchi: "A q‐node mixed shell element based on the Hu‐Washizu principle" Computational Mechanics. 7. 149-171 (1991)
• [Publications] 篠原 能材: "連立非線形方程式の大域における数値解法とその応用" 京都大学数理解析研究所講究録. 748. 1-5 (1991)
• [Publications] T.Hasegawa,T.Torii: "Application of a modified FFT to product type integration" Journal of Computational and Applied Mathematics. 38. 157-168 (1991)
• [Publications] H.Sugiura,T.Torii: "A method for constructing generalized Runge‐Kutta methods" Journal of Computational and Applied Mathematics. 38. 399-410 (1991)
• [Publications] T.Sakurai,T.Torii,H.Sigiura: "A high order iterative formula for simultaneous determination of zeros of a polynomial" Journal of Computational and Applied Mathematics. 38. 387-397 (1991)
• [Publications] 園田 信吾,櫻井 鉄也,杉浦 洋,鳥居 達生: "分割統治法による多項式の数値的因数分解" 日本応用数理学会論文誌. 1. 277-290 (1991)
• [Publications] M.T.Nakao: "Solving molinear parabolic problems with result verification,Part I:One‐space dimensional case" Journal of Computational and Applied Mathematics. 38. 323-334 (1991)
• [Publications] M.T.Nakao,N.Yamamoto: "Numerical verifications of solutions for elliptic equations with strong nonlinearity" Numerical Functional Analysis and Optimization. 12. (1991)
• [Publications] 野木 達夫: "科学技術計算シュミレ-ション超並列計算機 ADENA" 情報処理. 32. 377-387 (1991)
• [Publications] T.Nishida,M.Okada: "On the Neumann‐Richtmyer method for free boundary problem of a one‐dimensional motion of viscous gas" Nolinear PDE,Japan Simposium. 115-128 (1991)
• [Publications] E.Beretta,A.Fasano,Y.Hosono: "Equilibrium of phytoplankton population in a laboratory controlled system" Survey on Mathematics for Industry.
• [Publications] K.Kaminishi,T.Miyoshi,M.Taneda: "A Consistent Explicit Scheme for Dynamic Plasticity Problems,Computational Mechanics '91 Theory and Applications" Proceedings of the International Conference on Computaional Engineering Science. 442-447 (1991)
• [Publications] 藤野 清次,杉原 正顕,小柳 義夫,森 正武: "SOR法のベクトル計算機向き書換えによる効率の低下" 情報処理学会論文誌. 32. 373-382 (1991)
• [Publications] M.Sugihara,Y.Oyanagi,M.Mori,S.Fujino: "On the efficiency of an SOR‐like method suited to vector processor" Journal of Computational and Applied Mathematics. 35. 33-51 (1991)
• [Publications] S.Fujino,M.Mori,T.Takeuchi: "Performance of hyperplane ordering on vector computers" Journal of Computational and Applied Mathematics. 38. 125-136 (1991)
• [Publications] T.Ooura,M.Mori: "The double exponential formula for oscillatory funcions over the half onfinite interval" Journal of Computational and Applied Mathematics. 38. 353-360 (1991)
• [Publications] M.Iida,Y.Yamada,S.Yotsutani: "Convergence of solutions of chemical interfacial reaction models" Funkcialaj Ekvacioj.
• [Publications] M.Iida,Y.Yamada,S.Yotsutani: "Asymtotic behavior of solutions for a mathematical model on chemical interfacial ractions" Osaka Journal of Mathematics.