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2010 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  岐阜大学, 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

当初,昨年3月に計画していた本研究の成果の高校生等に対する情報公開が,東日本大震災の影響で中止となったことを受け,本研究を今年度に繰り越した。以下,今年度の成果を述べる。
・平成23年9月信州大学で開催された数学教育学会において,6件の発表を行った。発表はすべて本研究によって得られた数理モデル導出における知見を基に,数式を用いた解析の部分を中学生や高校生にも分かるよう授業実践した結果の報告である。
・コンクリート中性化問題について,下記3点の結果を得ることができた。
1)従来の1次元コンクリート中性化問題において,ヘンリーの法則が定常状態においてのみ成り立つという仮定の下,数理モデルを構築してきた。そして,その仮定は線形の方程式で記述されていたが,数学的な考察により,非線形方程式で記述されるヘンリーの法則を伴う数理モデルの適切性を示すことができた。このことにより種々の場面で非定常ヘンリーの法則を扱うことでできるようになった。
2)中性化の深さが時間の平方根に比例することが,実験結果から分かっていた。本研究において,昨年度,これが正しいことを,境界条件が時間に依存しない場合に限り,数理モデルを用いて示すことができた。この問題に対し,本年度,境界条件が時間に依存する場合でも,同じように中性化深さが時間の平方根に比例することが分かった。
3)多次元問題において,水分輸送の方程式を導出し,その方程式に対する初期値境界値問題に適切性を示した。現在,二酸化炭素の質量保存の法則と組み合わせた方程式系の考察が課題となっている。

  • Research Products

    (24 results)

All 2012 2011 2010

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] On a one-dimensional shape-memory alloy model in its fast-temperature-activation limit2012

    • Author(s)
      T.Aiki, M.Anthonissen, A.Muntean
    • Journal Title

      Discrete and Continuous Dynamical Systems Series S

      Volume: 5 Pages: 15-28

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On the existence of a weak solution to a free boundary problem for a model of a shape memory alloy spring2012

    • Author(s)
      T.Aiki
    • Journal Title

      Discrete and Continuous Dynamical Systems Series S

      Volume: 5 Pages: 1-13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mathematical model for hysteresis phenomenon in moisture transport of concrete carbonation process2012

    • Author(s)
      T.Aiki, K.Kumazaki
    • Journal Title

      Discrete and Continuous Dynamical Systems Series S

      Volume: 407 Pages: 1424-1426

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] FINITE DIFFERENCE SCHEME FOR THE LANDAU-LIFSHITZ EQUATION2012

    • Author(s)
      A.Fuwa, T.Ishiwata, M.Tsutsumi
    • Journal Title

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      Volume: 29 Pages: 83-110

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Finite difference scheme for the Ericksen-Leslie equation2012

    • Author(s)
      A.Fuwa, T.Ishiwata
    • Journal Title

      Proceedings of Czech Japanese Seminar in Applied Mathematics 2010, in COE Lecture Note

      Volume: 36 Pages: 26-35

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Motion of essentially admissible V-shaped polygonal curves governed by generalized crystalline motion with a driving force2011

    • Author(s)
      T.Ishiwata
    • Journal Title

      Journal of Math-for-Industry

      Volume: 3 Pages: 21-25

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The position of the joint of shape memory alloy and bias springs2011

    • Author(s)
      T.Aiki
    • Journal Title

      Discrete and Continuous Dynamical Systems Series S

      Volume: 9 Pages: 239-246

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On uniqueness of a weak solution of one-dimensional concrete carbonation problem2011

    • Author(s)
      T.Aiki, A.Muntean
    • Journal Title

      Discrete and Continuous Dynamical Systems Series A

      Volume: 29 Pages: 1345-1365

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Motion of polygonal curved fronts by crystalline motion : V-shaped solutions and eventual monotonicity2011

    • Author(s)
      T.Ishiwata
    • Journal Title

      Discrete and Continuous Dynamical Systems

      Volume: Supplement 1 Pages: 717-726

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On the motion of polygonal curves with asymptotic lines by crys talline curvature flow with bulk effect2011

    • Author(s)
      T.Ishiwata
    • Journal Title

      Discrete and Continuous Dynamical Systems Series S

      Volume: 4 Pages: 865-873

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large time behavior of solutions to concrete carbonation problem2010

    • Author(s)
      T.Aiki, A.Muntean
    • Journal Title

      Communications on Pure and Applied Analysis

      Volume: 9 Pages: 1117-1129

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Crystalline motion of spiral-shaped polygonal curve with a tipmotion2012

    • Author(s)
      T.Ishiwata
    • Organizer
      Mini-Workshp on Applied Mathematics
    • Place of Presentation
      Tamkang University, Tamsui, Taiwan
    • Year and Date
      2012-03-23
  • [Presentation] あるベクトル値PDEに対する構造保存型差分法について2012

    • Author(s)
      T.Ishiwata
    • Organizer
      第4回福島応用数学研究集会
    • Place of Presentation
      コラッセふくしま
    • Year and Date
      2012-03-10
  • [Presentation] クリスタライン曲率流による開曲線の運動2012

    • Author(s)
      T.Ishiwata
    • Organizer
      北陸応用数理研究会2012
    • Place of Presentation
      金沢大学サテライト・プラザ
    • Year and Date
      2012-02-19
  • [Presentation] 非線形方程式で表現されるヘンリーの法則を伴う1次元コンクリート中性化問題について2012

    • Author(s)
      T.Aiki
    • Organizer
      第100回神楽坂解析セミナー
    • Place of Presentation
      東京理科大学神楽坂校舎
    • Year and Date
      2012-01-28
  • [Presentation] Mathematical model for moisture transport in concrete carbonation2011

    • Author(s)
      T.Aiki
    • Organizer
      第3回サービス数学セミナー
    • Place of Presentation
      佛教大学教育学部
    • Year and Date
      2011-11-19
  • [Presentation] Large-time behavior of a free boundary problem describing concrete carbonation2011

    • Author(s)
      T.Aiki
    • Organizer
      Dutch-Japanese Workshop, Analysis of non-equilibrium evolution problems : Selected topics in material and life sciences
    • Place of Presentation
      Technical institute of Eindhoven, the Netherlands
    • Year and Date
      2011-11-10
  • [Presentation] Behavior of Polygonal Curves by Crystalline Curvature Flow2011

    • Author(s)
      T.Ishiwata
    • Organizer
      Workshop on Nonlinear Partial Differential Equations, Dept of Math and Center of PDE
    • Place of Presentation
      East China Normal University,上海
    • Year and Date
      2011-11-03
  • [Presentation] Analysis of a mathematical model for moisture transport in concrete carbonation2011

    • Author(s)
      T.Aiki
    • Organizer
      研究集会非平衡非線形現象の解析--発展方程式の立場から--
    • Place of Presentation
      京都大学数理解析研究所
    • Year and Date
      2011-10-25
  • [Presentation] Recent results on mathematical models for concrete carbonation2011

    • Author(s)
      T.Aiki
    • Organizer
      CoMFoS11 on Mathematical Aspects of Continuum Mechanics
    • Place of Presentation
      広島国際学院大学
    • Year and Date
      2011-10-08
  • [Presentation] コンクリート中性化過程における水分輸送モデルについて2011

    • Author(s)
      T.Aiki
    • Organizer
      日本数学会・実函数論分科会
    • Place of Presentation
      信州大学松本キャンパス
    • Year and Date
      2011-09-29
  • [Presentation] Crystalline motion and eventual monotonicity of the shape2011

    • Author(s)
      T.Ishiwata
    • Organizer
      ICIAM 2011
    • Place of Presentation
      Vancouver Convention Centre, Vancouver, BC, Canada
    • Year and Date
      2011-07-19
  • [Presentation] Behavior of polygonal curves by crystalline curvature flow with a driving force2011

    • Author(s)
      T.Ishiwata
    • Organizer
      EASIAM 2011
    • Place of Presentation
      Waseda Univ.Kita-Kyushu campus
    • Year and Date
      2011-06-29
  • [Presentation] Hysteresis phenomenon in mioiture transport of concrete carbonation process2011

    • Author(s)
      T.Aiki
    • Organizer
      8th International Symposium on Hysteresis Modeling and Micromagnetics
    • Place of Presentation
      Levico (Trento), Italy
    • Year and Date
      2011-05-10

URL: 

Published: 2013-06-26  

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