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2013 Fiscal Year Final Research Report

Construction of the theory of variation applicable to shape optimization problems and fracture, whose application to problems in engineering.

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 23540258
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Global analysis
Research InstitutionHiroshima Kokusai Gakuin University

Principal Investigator

OHTSUKA Kohji  広島国際学院大学, 総合教育センター, 教授 (30141683)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) AZEGAMI Hideyuki   (70175876)
KIMURA Masato   (70263358)
Project Period (FY) 2011 – 2013
Keywords変分法 / 形状最適化問題 / 特異性を持つ楕円型境界値問題 / 有限要素法 / 一般J積分 / 破壊現象 / 関数方程式 / 数理思考プログラミング
Research Abstract

The results of research are the following. (1) In theory of generalized J-integral (GJ-integral), there is the result called Main Theorem, that is, the variation of energies with respect to the perturbation of the singular points is expressed as GJ-integral. In this research, it is proved that Main Theorem hold in wide nonlinear problems with Professor Kimura. (2) Combining GJ-integral and H1-gradient method proposed by Professor Azegami, we could show that the shape optimization problems with singularities are solved theoretically and numerically. (3) It was shown that FreeFem++ developed by Professor F.Hecht at the Laboratory Jacques-Louis Lions in Paris VI University is the finite element solver for boundary value problems by mathematical thinking and programming.

  • Research Products

    (40 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (25 results) (of which Invited: 2 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Polygonal Hele - Shaw problem with surface tension2013

    • Author(s)
      M. Kimura, D. Tagami and S. Yazaki
    • Journal Title

      Interfaces and Free Boundaries

      Volume: Vol.15 Pages: 77-93

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vibration-fracture model for one dimensional spring-mass system2013

    • Author(s)
      K. Abe and M. Kimura
    • Journal Title

      Journal of Math-for-Industry

      Volume: Vol.5 A Pages: 25-32

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Error analysis of H1 gradient method for shape-optimization problems of continua2013

    • Author(s)
      D. Murai and H. Azegami
    • Journal Title

      JSIAM Letters

      Volume: Vol.5 Pages: 29-32

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] フェーズフィールド法による亀裂進展現象の数理モデリング2013

    • Author(s)
      高石 武史・木村 正人
    • Journal Title

      「科学・技術の研究課題への数学アプローチ 数学モデリングの基礎と展開」九州大学マス・フォア・インダストリ研究所 MI レクチャーノート

      Volume: Vol.46 Pages: 109-118

  • [Journal Article] Shape optimization for partial differential equations/system with mixed boundary conditions2012

    • Author(s)
      大塚 厚二
    • Journal Title

      京都大学数理解析研究所講究録

      Volume: 1791 Pages: 172-181

  • [Journal Article] Differentiability of potential energies with a parameter and shape sensitivity analysis for nonlinear case : the p-Poisson problem2012

    • Author(s)
      K. Ohtsuka and M. Kimura
    • Journal Title

      Japan J. Indust. Appl. Math

      Volume: Vol.29 Pages: 23-35

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Computational studies of non-local anisotropic Allen-Cahn equation2011

    • Author(s)
      M. Benes, S. Yazaki and M. Kimura
    • Journal Title

      Math. Bohem

      Volume: Vol.136 Pages: 429-437

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shape derivative of potential energy and energy release rate in fracture mechanics2011

    • Author(s)
      M. Kimura and I. Wakano
    • Journal Title

      Journal of Math-for-Industry

      Volume: Vol.3 A Pages: 21-31

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase field models for crack propagation2011

    • Author(s)
      M. Kimura and T. Takaishi
    • Journal Title

      Theoretical and Applied Mechanics Japan

      Volume: Vol.59 Pages: 85-90

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 平均コンプライアンス最小化を目的とした熱弾性場の形状最適化2011

    • Author(s)
      片峯 英次・吉岡 広起・松浦 浩佑・畔上 秀幸
    • Journal Title

      日本機械学会論文集 B 編

      Volume: Vol.77 Pages: 4015-4023

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Error analysis of H1 gradient method for topology optimization problems of continua2011

    • Author(s)
      D, Murai and H.Azegami
    • Journal Title

      JSIAM Letters

      Volume: Vol.3 Pages: 73-76

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 一般 J 積分を使った最適形状設計2014

    • Author(s)
      大塚 厚二
    • Organizer
      日本数学会年会
    • Place of Presentation
      学習院大学
    • Year and Date
      2014-03-18
  • [Presentation] 破壊における数理モデルの諸問題2013

    • Author(s)
      大塚 厚二
    • Organizer
      CoMFoS13
    • Place of Presentation
      金沢大学サテライト・プラザ
    • Year and Date
      2013-10-14
  • [Presentation] 不可逆拡散方程式と亀裂進展モデル2013

    • Author(s)
      木村 正人
    • Organizer
      CoMFoS13
    • Place of Presentation
      金沢大学サテライト・プラザ
    • Year and Date
      2013-10-13
  • [Presentation] 大変形後の釣り合い状態における固有振動問題に対する形状最適化2013

    • Author(s)
      畔上 秀幸・新谷 浩平
    • Organizer
      CoMFoS13
    • Place of Presentation
      金沢大学サテライト・プラザ
    • Year and Date
      2013-10-13
  • [Presentation] 勾配の無限大ノルムを評価関数にした形状最適化問題の構成法2013

    • Author(s)
      畔上 秀幸・新谷 浩平
    • Organizer
      日本応用数理学会年会
    • Place of Presentation
      アクロス福岡
    • Year and Date
      2013-09-11
  • [Presentation] 亀裂進展現象のエネルギー変分的数理モデリングの基礎と展開2013

    • Author(s)
      木村 正人
    • Organizer
      本応用数理学会年会
    • Place of Presentation
      アクロス福岡
    • Year and Date
      2013-09-11
    • Invited
  • [Presentation] 一般 J 積分の数値計算と応用2013

    • Author(s)
      大塚 厚二
    • Organizer
      日本応用数理学会年会
    • Place of Presentation
      アクロス福岡
    • Year and Date
      2013-09-11
  • [Presentation] 一般 J 積分を用いた特異点に対する形状微分の評価について2013

    • Author(s)
      畔上 秀幸
    • Organizer
      日本応用数理学会 2013 年研究部会連合発表会
    • Place of Presentation
      東洋大学白山キャンパス
    • Year and Date
      2013-03-14
  • [Presentation] FreeFem++ による最適形状設計問題の解法2013

    • Author(s)
      大塚 厚二
    • Organizer
      日本応用数理学会 2013年研究部会連合発表会
    • Place of Presentation
      東洋大学白山キャンパス
    • Year and Date
      2013-03-13
  • [Presentation] 不可逆拡散方程式とその亀裂進展モデルへの応用2013

    • Author(s)
      木村 正人
    • Organizer
      第5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
      2013-03-01
  • [Presentation] 亀裂進展数理モデル構築とその数学解析の試み2013

    • Author(s)
      木村 正人
    • Organizer
      第77回現象数理セミナー
    • Place of Presentation
      九州大学数理IMI 棟
    • Year and Date
      2013-02-22
  • [Presentation] 亀裂進展・破壊現象の数理モデリング2013

    • Author(s)
      木村 正人
    • Organizer
      IMI チューロリアル「数理モデリングの基礎と展開」
    • Place of Presentation
      九州大学稲森ホール
    • Year and Date
      2013-02-21
  • [Presentation] 形状最適化問題における特異点まわりの形状微分について2013

    • Author(s)
      畔上 秀幸
    • Organizer
      研究部会「連続体力学の数理」ワークショップ「連続体力学の現象と数理 III」
    • Place of Presentation
      九州大学西新プラザ
    • Year and Date
      2013-02-19
  • [Presentation] 非貫通条件と摩擦を考慮した破壊の数理と諸問題2013

    • Author(s)
      大塚 厚二
    • Organizer
      研究部会「連続体力学の数理」ワークショップ「連続体力学の現象と数理 III」
    • Place of Presentation
      九州大学西新プラザ
    • Year and Date
      2013-02-19
  • [Presentation] バネ・ブロックモデルによる弾性体の近似について2013

    • Author(s)
      木村 正人
    • Organizer
      研究部会「連続体力学の数理」ワークショップ「連続体力学の現象と数理 III」
    • Place of Presentation
      九州大学西新プラザ
    • Year and Date
      2013-02-18
  • [Presentation] 不可逆拡散系の数学解析と亀裂進展モデルへの応用2013

    • Author(s)
      木村 正人
    • Organizer
      北陸応用数理研究会 2013
    • Place of Presentation
      金沢大学サテライト・プラザ
    • Year and Date
      2013-02-13
  • [Presentation] FreeFem++ を使った最適形状設計問題の解法2012

    • Author(s)
      大塚 厚二
    • Organizer
      CoMFoS12
    • Place of Presentation
      電気通信大学
    • Year and Date
      2012-10-08
  • [Presentation] 抽象的最適設計問題に基づく形状最適化問題の定式化2012

    • Author(s)
      畔上 秀幸
    • Organizer
      CoMFoS12
    • Place of Presentation
      電気通信大学
    • Year and Date
      2012-10-07
  • [Presentation] 最近の FreeFem++2012

    • Author(s)
      大塚 厚二
    • Organizer
      日本応用数理学会年会
    • Place of Presentation
      稚内全日空ホテル
    • Year and Date
      2012-08-29
  • [Presentation] Application of GJ-integral to shape optimization problems for partial differential equation/system with mixed boundary conditions2012

    • Author(s)
      K. Ohtsuka
    • Organizer
      the 23rd International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
    • Place of Presentation
      北京 , 中国
    • Year and Date
      2012-08-20
  • [Presentation] Shape optimization for boundary value problems of PDE and its application to mechanical design2012

    • Author(s)
      H.Azegami
    • Organizer
      ESF-JSPS Frontier Science Conference, Series for Young Researchers, Mathematics for Innovation: Large and Complex Systems
    • Place of Presentation
      The Four Seasons Hotel Tokyo at Chinzan-so, 東京 , 日本
    • Year and Date
      2012-02-28
    • Invited
  • [Presentation] 混合境界条件における形状最適設計問題の解法2011

    • Author(s)
      大塚 厚二
    • Organizer
      京都大学数理解析研究集会「科学技術計算における理論と応用の新展開」
    • Year and Date
      2011-10-27
  • [Presentation] Theory of GJ-integral and its application for shape optoimization2011

    • Author(s)
      K. Ohtsuka
    • Organizer
      CoMFoS11
    • Place of Presentation
      広島国際学院大学袋町キャンパス
    • Year and Date
      2011-10-09
  • [Presentation] 特異性をもつ形状最適設計問題での変分理論2011

    • Author(s)
      大塚 厚二
    • Organizer
      日本数学会
    • Place of Presentation
      信州大学
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] 形状最適化問題に対する H1勾配法の見直し2011

    • Author(s)
      畔上 秀幸
    • Organizer
      日本応用数理学会年会
    • Place of Presentation
      同志社大学
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Book] 有限要素法で学ぶ現象と数理 - FreeFem++ 数理思考プログラミング-2014

    • Author(s)
      大塚 厚二・高石 武史
    • Total Pages
      1-151, 195-240
    • Publisher
      共立出版
  • [Book] 応用数理学会編 応用数理ハンドブック2013

    • Author(s)
      大塚 厚二
    • Total Pages
      86-91, 96-99
    • Publisher
      朝倉書店
  • [Remarks] 日本応用数理学会・研究部会「連続体力学の数理」公式サイト

    • URL

      http://comfos.org

  • [Remarks] 個人サイト

    • URL

      http://otlab.jp

URL: 

Published: 2015-07-16  

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