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2009 Fiscal Year Annual Research Report

工学に現れる非線形現象を記述する数理モデルの導出とその解析

Research Project

Project/Area Number 20540205
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

愛木 豊彦  Gifu University, 教育学部, 准教授 (90231745)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石渡 哲哉  芝浦工業大学, システム理工学部, 准教授 (50334917)
Keywords形状記憶合金 / コンクリートの中性化 / 自由境界問題
Research Abstract

交付申請書に記載した研究目的は,形状記憶合金で作られるセンサーの解析とコンクリートの中性化の解析である。以下,この2点に関する研究成果を述べる。
・形状記憶合金で作られるセンサーの解析:センサーに対する数理モデルは既に確立している。そこでの未知関数は,変位と温度である。前年度までに,温度分布が既知の場合と未知の場合との両方の問題の適切性を証明している。しかし,温度分布が未知な場合,初期値に物理的にかなり強い仮定が必要であった。そこで,今年度は,その仮定を弱めることを考えた。結果として,初期値に対する妥当な仮定の下で,問題の適切性を示すことできた。また,解の挙動に対する興味深い数値解析の結果を得た。次年度は,この現象に対する数学的表現について考察するとともに,形状記憶合金で作った輪の数理モデルに対しても解析をする予定である。
・コンクリートの中性化:今年度,この問題に対し,次の3つの結果を得ることができた。
(1)中性化速度の評価従来,実験から,中性化の速度は,時間の0.5乗に比例することが分かっていたが,これを保証する理論的結果はなかった。今年度,これに対し,中性化の速度が時間の0.5乗に比例する関数で,上から評価できることを示した。さらに,境界条件が時間に依存しなければ,時間無限大のとき全領域が中性化されることを証明した。
(2)問題の適切性を示す上で,初期値に対する仮定を前年度までの結果よりも弱めることができた。その証明では,共役の方程式の方法が有効であった。
(3)前年度までの結果では,ヘンリーの法則に対し,線形性を仮定していたが,エネルギー評価を改良することで,非線形な場合でも,解が時間に関して大域的に存在すること証明できた。

  • Research Products

    (14 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] On the existence of a weak solution to a free boundary problem for a model of a shape memory alloy spring2010

    • Author(s)
      Toyohiko Aiki
    • Journal Title

      DCDS-S (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Existence and uniqueness of solutions to a mathematical model predicting service life of concrete structures2009

    • Author(s)
      Toyohiko Aiki, Adrian Muntean
    • Journal Title

      Advances in Mathemaical Sciences and Applications 19

      Pages: 109-129

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] あるクリスタライン運動の多角形解の挙動について2009

    • Author(s)
      石渡哲哉
    • Journal Title

      京都大学理解析研究所講究録「パターンダイナミクスの数理とその周辺」 1633

      Pages: 1-10

  • [Journal Article] On a one-dimensional shape-memory alloy model in its fast-temperature-activation limit

    • Author(s)
      Toyohiko Aiki, Martiji Anthonissen, Adrian Muntean
    • Journal Title

      DCDS-S (To appear)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] n the motion of polygonal curves with asymptotic lines by crystalline curvature flow with bulk effect

    • Author(s)
      Tetsuya Ishiwata
    • Journal Title

      DCDS-S (To appear)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] バルクからの効果を考慮したクリスタライン運動と解の形状の変化について2010

    • Author(s)
      石渡哲哉
    • Organizer
      北陸応用数理研究会2010
    • Place of Presentation
      金沢大学サテライト・プラザ
    • Year and Date
      2010-02-13
  • [Presentation] A free boundary problem for a concrete carbonation process2009

    • Author(s)
      T. Aiki
    • Organizer
      6th European conference on elliptic and parabolic problems
    • Place of Presentation
      Gaeta, Italy
    • Year and Date
      20090525-29
  • [Presentation] コンクリート中性化問題の時間無限大における解の挙動について2009

    • Author(s)
      愛木豊彦
    • Organizer
      第35回発展方程式研究会
    • Place of Presentation
      中央大学理工学部
    • Year and Date
      2009-12-24
  • [Presentation] クリスタライン運動と解図形の形状単調化2009

    • Author(s)
      石渡哲哉
    • Organizer
      第7回浜松偏微分方程式研究集会
    • Place of Presentation
      静岡大学浜松キャンパス工学部
    • Year and Date
      2009-12-22
  • [Presentation] Large time behavior of a free boundary appearing in a concrete carbonation process2009

    • Author(s)
      愛木豊彦
    • Organizer
      Nonlinear Evolution Equations and Related Topics
    • Place of Presentation
      早稲田大学西早稲田キャンパス
    • Year and Date
      2009-10-12
  • [Presentation] コンクリートの中性化問題の解の時間無限大での挙動について2009

    • Author(s)
      愛木豊彦
    • Organizer
      日本数学会・実関数論分科会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンバス
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] Large time behavior of a solution to the free boundary problem on a concrete carbonation process2009

    • Author(s)
      Toyohiko Aiki, Adrian Muntean
    • Organizer
      Conference on evolutional equations, related topics and applications
    • Place of Presentation
      Munich, Germany
    • Year and Date
      2009-09-09
  • [Presentation] On the motion of polygonal curves by crystalline curvature flow with bulk effect2009

    • Author(s)
      石渡哲哉
    • Organizer
      1st Italian-Japanese workshop on geometric properties for parabolic and elliptic PDE's
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2009-06-16
  • [Presentation] A weak solution of the free boundary problem on a concrete carbonation process2009

    • Author(s)
      Toyohiko Aiki, Adrian Muntean
    • Organizer
      4th Polish-Japanese Days, Current advances in applied nonlinear analysis and mathematical modeling issues
    • Place of Presentation
      Warsaw, Madralin, Poland
    • Year and Date
      2009-05-19

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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