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2017 Fiscal Year Annual Research Report

雪氷現象に現れる移動境界問題の数理解析

Research Project

Project/Area Number 16H03953
Research InstitutionMeiji University

Principal Investigator

矢崎 成俊  明治大学, 理工学部, 専任教授 (00323874)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石渡 哲哉  芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (50334917)
木村 正人  金沢大学, 数物科学系, 教授 (70263358)
長島 和茂  明治大学, 理工学部, 専任教授 (70339571)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords空像 / クリスタライン / ヘレ・ショウ流れ / 基本解近似解法 / タイプ2爆発 / 塩水中の結晶成長 / 変分構造 / 雪の結晶成長
Outline of Annual Research Achievements

以下のトピックスについて研究が推進された.
(1)空像(負結晶)の面積保存クリスタライン曲率流方程式を用いたモデリングとその数値計算法を提示した.特に,任意の有限回で止めても面積が保存する反復法を提案できたことは有益である.(2)円板上のラプラス問題に対する基本解近似解法による近似解の一意存在性と指数的収束性について提示した.(3)吸い込みと湧き出しを持つヘレ・ショウ流れの移動境界の不安定性のパラメータ依存について解析した.(4)基本解近似解法(代用電荷法)の不変スキームの作成法について提案した.基本解をもつような作用素に対して適用できる極めて汎用性と実用性の高い方法である.(
5)曲率流方程式に現れるタイプ2爆発解について,数値的にblow-up rateを推定する方向を構築し,それにより従来限定的に証明されていた重対数型の加速項をもつ爆発解が多くみられることを数値的に確認した.構築した方法は,スケール不変性をもつ方程式系に広く適用でき,今後の展開が期待できる.(6)外力項をもつクリスタライン曲率流方程式について,簡単な場合に不安定定常解へ収束する安定多様体を具体的に求めた.現在,一般の場合についての研究を推進中である.(7)温度変動する塩水中における氷結晶の個体数変動や形状に着目して実験的に研究した.(8)変分構造を利用した界面発展方程式の解析と数値解析の研究をすすめた.特に,水蒸気の拡散を考慮した雪の結晶成長について,数値シミュレーションを中心とした数理モデルの改良を行った.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通りの進展に加えて,予想外の嬉しい副産物が得られ,また新たに解決すべき課題が見えてきたから.

Strategy for Future Research Activity

計画通りに研究を推進していく.

  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Structure-preserving numerical scheme for a generalized area-preserving crystalline curvature flow2017

    • Author(s)
      T. Ishiwata and S. Yazaki
    • Journal Title

      , Computer Methods in Materials Science

      Volume: 17 Pages: 122--135

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Method of fundamental solutions with weighted average condition and dummy points2017

    • Author(s)
      K. Sakakibara and S. Yazaki
    • Journal Title

      JSIAM Lett.

      Volume: 9 Pages: 41--44

    • DOI

      10.14495/jsiaml.9.41

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Instability of a free boundary in a Hele-Shaw cell with sink/source and its parameter dependence2017

    • Author(s)
      H. Tani and S. Yazaki
    • Journal Title

      JSIAM Lett.

      Volume: 9 Pages: 37--40

    • DOI

      10.14495/jsiaml.9.37

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] On invariance of schemes in the method of fundamental solutions2017

    • Author(s)
      Sakakibara Koya, Yazaki Shigetoshi
    • Journal Title

      Applied Mathematics Letters

      Volume: 73 Pages: 16~21

    • DOI

      10.1016/j.aml.2017.04.018

  • [Journal Article] A numerical method of estimating blow-up rates for nonlinear evolution equations by using rescaling algorithm2017

    • Author(s)
      Anada Koichi、Ishiwata Tetsuya、Ushijima Takeo
    • Journal Title

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      Volume: 35 Pages: 33~47

    • DOI

      10.1007/s13160-017-0273-9

  • [Presentation] THFハイドレート中への塩水の取り込みおよび温度勾配下での脱塩過程2018

    • Author(s)
      長島和茂、石崎理
    • Organizer
      日本化学会 第98春季年会、日本大学理工学部 船橋キャンパス
  • [Presentation] ヘレ・ショウ流れ,結晶成長,紙の燃焼に対する境界追跡法について2017

    • Author(s)
      矢崎成俊
    • Organizer
      RIMS研究集会(京都大学数理解析研究所)
    • Invited
  • [Presentation] Direct approaches for tracking the moving boundary arising in interfacial phenomena2017

    • Author(s)
      S. Yazaki
    • Organizer
      Session organizer and talk: Moving boudaries and complex phenomena II, Equadiff 2017 at Slovak University of Technology in Bratislava
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Motion by crystalline curvature of polygonal curves2017

    • Author(s)
      T. Ishiwata
    • Organizer
      Minisymposium MS-14 ``Moving boundaries and complex phenomena I'', Equadiff 2017, Slovak University of Technology in Bratislava, Bratislava, Slovakia
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Analysis of unidirectional diffusion equation and its gradient flow structure2017

    • Author(s)
      Masato Kimura
    • Organizer
      The 42nd Sapporo Symposium on Partial Differential Equations, Hokkaido University
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2018-12-17  

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