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2012 Fiscal Year Annual Research Report

共通揺らぎによる非線形系のコヒーレンス生成機構の解明

Research Project

Project/Area Number 22684020
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

中尾 裕也  東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (40344048)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2014-03-31
Keywords非線形ダイナミクス / 確率過程 / リズム現象 / 同期現象 / 揺らぎ / 縮約理論
Research Abstract

平成24年度は本研究計画の第3年度であった。共通揺らぎによる非線形コヒーレンス生成現象および関連する非線形ダイナミクス分野の諸問題に関連して、以下に述べるような内容について研究を行った。(i) 周期外力を受ける多数の非線形振動子結合系における同期率の揺らぎに関する理論解析を行った。考察した系に対してWatanabe-Strogatz ansatzを適用することにより、同期率の揺らぎは低次元の決定論的カオスに帰着できることを明らかにした。(ii) ネットワーク結合活性・抑制系におけるTuringパターン形成ダイナミクスに関する解析を行った。系にフィードバックを与えることによって不安定化が生じる際の分岐のタイプを亜臨界から超臨界に変えることができ、臨界固有モードを実現できることを示した。(iii) 時間遅れ系の示す非線形リズム現象を理論的に取り扱うための位相縮約理論の拡張を行った。無限次元の相空間を持つ時間遅れ力学系に対する適切なbilinear formを導入することにより、振動子の応答を特徴付ける位相感受関数を導出した。(iv) 光強度や加速度等のランダムな環境データを用いた非線形振動子の同期に関する研究を行った。得られた結果の一部は国内外の学会・研究会および国際学術論文紙において発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2012年度には国際学術誌に3件の論文を掲載し、学会・研究会においても多くの発表を行った(国際研究会での発表の一部を次頁に記載)。未公表の研究についても順調に解析を進める事ができた。

Strategy for Future Research Activity

本研究の理論的背景である位相縮約理論をさらに様々な系に適用できるように拡張し、それを用いてより多様な系におけるコヒーレンス生成現象について議論する。非線形ダイナミクスの関連する研究についても進展させる。

  • Research Products

    (10 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Adjoint method provides phase response functions for delay-induced oscillations2012

    • Author(s)
      Kiyoshi Kotani, Ikuhiro Yamaguchi, Yutaro Ogawa, Yasuhiko Jimbo, Hiroya Nakao, and G. Bard Ermentrout
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 109 Pages: 044101(5)

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.109.044101

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Global feedback control of Turing patterns in network-organized activator-inhibitor systems2012

    • Author(s)
      Shigefumi Hata, Hiroya Nakao, and Alexander S. Mikhailov
    • Journal Title

      Europhysics Letters

      Volume: 98 Pages: 64004(6)

    • DOI

      10.1209/0295-5075/98/64004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Persistent fluctuations in the synchronization rate in globally coupled oscillators with periodic external forcing2012

    • Author(s)
      Yu Atsumi and Hiroya Nakao
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 85 Pages: 056207(12)

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.85.056207

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Dispersal-induced oscillatory Turing instabilities in ecological networks2013

    • Author(s)
      Shigefumi Hata, Hiroya Nakao, and Alexander S. Mikhailov
    • Organizer
      Dynamics Days 2013
    • Place of Presentation
      Denver, Colorado, USA
    • Year and Date
      20130103-20130106
  • [Presentation] Ginzburg-Landau Equations Reduced from Coupled Delay Differential Equations2012

    • Author(s)
      Ikuhiro Yamaguchi, Yutaro Ogawa, Hiroya Nakao, Yasuhiko Jimbo, and Kiyoshi Kotani
    • Organizer
      2012 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • Place of Presentation
      Palma, Majorca, Spain
    • Year and Date
      20121022-20121026
  • [Presentation] A Theory on Noise-Induced Synchronization of Chaotic Oscillators2012

    • Author(s)
      Wataru Kurebayashi, Kantaro Fujiwara, Hiroya Nakao, and Tohru Ikeguchi
    • Organizer
      2012 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • Place of Presentation
      Palma, Majorca, Spain
    • Year and Date
      20121022-20121026
  • [Presentation] Diffusion-induced instability in activator-inhibitor systems on complex networks2012

    • Author(s)
      Hiroya Nakao
    • Organizer
      Towards Mathematical Foundations of Complex Network Theory
    • Place of Presentation
      Kyoto University, Japan
    • Year and Date
      20120914-20120916
  • [Presentation] Phase-reduction analysis of coupled spirals in reaction-diffusion systems2012

    • Author(s)
      Hiroya Nakao, Tatsuo Yanagita, and Yoji Kawamura
    • Organizer
      XXXII Dynamics Days Europe
    • Place of Presentation
      Gothenburg, Sweden
    • Year and Date
      20120902-07
  • [Remarks] Papers

    • URL

      http://www.k.mei.titech.ac.jp/members/nakao/papers.html

  • [Remarks] Presentations

    • URL

      http://www.k.mei.titech.ac.jp/members/nakao/presentations.html

URL: 

Published: 2015-05-28  

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