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2018 Fiscal Year Research-status Report

Computer-assisted proof for stationary solution existence of Navier-Stokes equation on 3D domain

Research Project

Project/Area Number 18K03411
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

劉 雪峰  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50571220)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 環  新潟大学, 自然科学系, 教授 (10207110)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywordsナビエストークス方程式 / 精度保証付き数値計算 / 有限要素法 / Stokes方程式 / Hypercircle
Outline of Annual Research Achievements

Navier-Stokes方程式の定常解の検証について、Newton-Kantorovich定理を使用して解の検証方法を検討した。特に、中尾氏の微分作用素の逆作用素のノルム評価方法を適用するために、Hypercircleの方法を拡張して、Stokes方程式の事前誤差評価方法を提案した。実際の例では、丸め誤差が残される近似計算の意味でNavier-Stokes方程式の定常解を検証して、提案方法の有効性を示した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

ナビエストークス方程式の定常解の検証問題のコーア問題である「Stokes方程式の近似解の事前誤差評価」について、近似計算の意味で提案手法の有効性を確認した。

Strategy for Future Research Activity

ナビエストークス方程式の解の検証に関する厳密な計算を提供するために、区間演算を利用して3次元領域における有限要素法のライブライを開発する予定です。また、レイノルズ数の高い流れの検証を行うために、計算アルゴリズムの効率性を改善する予定です。

Causes of Carryover

2018年度の元々の計画では計算機を購入する予定でしたが、現在、2019年度に計算機を購入することで計画を調整した。

  • Research Products

    (14 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] 中国科学院・数学とシステム科 学科学院/中国工程物理研究院高性能数値 計算ソフトセンター/北京工商大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      中国科学院・数学とシステム科 学科学院/中国工程物理研究院高性能数値 計算ソフトセンター/北京工商大学
  • [Int'l Joint Research] National Cheng Kung University, Taiwan(その他の国・地域)

    • Country Name
      その他の国・地域
    • Counterpart Institution
      National Cheng Kung University, Taiwan
  • [Journal Article] Explicit finite element error estimates for nonhomogeneous Neumann problems2018

    • Author(s)
      Li Qin、Liu Xuefeng
    • Journal Title

      Applications of Mathematics

      Volume: 63 Pages: 367~379

    • DOI

      10.21136/AM.2018.0095-18

  • [Journal Article] Explicit estimation of error constants appearing in non-conforming linear triangular finite element method2018

    • Author(s)
      Liu Xuefeng、Kikuchi Fumio
    • Journal Title

      Applications of Mathematics

      Volume: 63 Pages: 381~397

    • DOI

      10.21136/AM.2018.0097-18

  • [Presentation] Progress about computer-assisted proof for the stationary solution of Navier-Stokes equation2019

    • Author(s)
      劉雪峰
    • Organizer
      日本数学会2019 年度年会
    • Invited
  • [Presentation] 微分作用素の固有ベクトルの厳密評価について2019

    • Author(s)
      劉雪峰
    • Organizer
      日本応用数理学会第15 回研究部会連合発表会
  • [Presentation] 計算機援用証明によるラプラス作用素の固有値の最小化問題を考える2019

    • Author(s)
      劉雪峰
    • Organizer
      日本応用数理学会第15 回研究部会連合発表会
  • [Presentation] Approach to the Stationary Solution Verification for theNavier-Stokes Equation in 3D Domain2018

    • Author(s)
      Xuefeng LIU
    • Organizer
      SCAN2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3 次元領域におけるNavier-Stokes 方程式の定常解の検証2018

    • Author(s)
      劉雪峰
    • Organizer
      日本応用数理学会年会
  • [Presentation] Guaranteed eigenvalue estimation for differential operators and its application in mathematical proof2018

    • Author(s)
      Xuefeng LIU
    • Organizer
      BIRS Workshop: Spectral Geometry: Theory, Numerical Analysis and Applications (18w5090)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Guaranteed eigenvalue estimation for differential operators2018

    • Author(s)
      Xuefeng LIU
    • Organizer
      Applications of Mathematics 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 精度保証付き数値計算の基礎2018

    • Author(s)
      大石 進一, 荻田 武史, 柏木 雅英, 劉 雪峰他
    • Total Pages
      311
    • Publisher
      コロナ社
  • [Remarks] Online computing lab

    • URL

      http://www.xfliu.org/onlinelab

  • [Remarks] Interpolation error constant computation library

    • URL

      https://github.com/xfliu/constant_estimation

URL: 

Published: 2019-12-27  

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