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2018 Fiscal Year Annual Research Report

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 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
Keywords微分代数方程式 / 構造保存数値解法 / 離散勾配法
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。

  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [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

      https://doi.org/10.1016/j.cam.2019.03.021

    • Peer Reviewed
  • [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 Pages: -

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Linear gradient structures and discrete gradient methods for conservative/dissipative differential-algebraic equations2019

    • Author(s)
      Shun Sato
    • Journal Title

      arXiv e-prints

      Volume: arXiv:1805.04824 Pages: -

  • [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 Pages: 213~241

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s10543-018-0726-9

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 微分代数方程式における2次以下の保存量に対する離散保存則について2018

    • Author(s)
      佐藤 峻
    • Organizer
      第47回数値解析シンポジウム
  • [Presentation] 微分代数方程式に対する離散勾配法の構築2018

    • Author(s)
      佐藤 峻
    • Organizer
      日本応用数理学会2018年度年会
  • [Presentation] Convergence analysis of a conservative finite difference scheme for the modified Hunter--Saxton equation2018

    • Author(s)
      Shun Sato
    • Organizer
      13th East Asian Section Conference 2018
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-12-27  

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