2013 Fiscal Year Annual Research Report
身近な非線形現象に対するマルチスケール的手法の確立と応用
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23540454
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
高見 利也 九州大学, 情報基盤研究開発センター, 准教授 (10270472)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤崎 弘士 日本医科大学, 医学部, 准教授 (60573243)
下川 倫子 福岡工業大学, 工学部, 助教 (80554419)
小林 泰三 九州大学, 情報基盤研究開発センター, 学術研究員 (20467880)
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| Keywords | 樹状フラクタル / 時間方向マルチスケール |
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| Research Abstract |
最終年度は、これまでに得られた実験データを整理し、特に、樹状フラクタルパターン形成の初期メカニズムを明らかにするための解析を実施した。研究分担者の下川氏による実験データを詳細に検討し、コーヒーフラクタルパターン形成の初期過程では、一定の周期構造が見られることを発見した。この結果は、Hele-Shawセルの実験で良く知られたビスカスフィンガリング機構に特徴的であることから、パターン形成の初期メカニズムがビスカスフィンガリングであると結論づけた。ただし、このパターン形成は時間発展の向きとしては、通常の向きとちょうど逆の、内側に向かってパターンが形成されるものとなっている。
マルチスケール手法のアルゴリズム研究では、時間方向並列化法の効率化を実施し、これまでに知られた手法と比べてより高速な実装方法を開発した。この結果を計算科学の時間発展問題に適用し、時間方向マルチスケール手法として有力なアルゴリズムになることを確認した。
期間全体を通して、身近に見られる非線形現象の実験的な解析と、計算機シミュレーションによる再現、および、メカニズムの解明を実施した。物理現象を単一のスケールで記述されるように分割したうえで解析する手法は、通常の研究アプローチとしてよく使われるが、本研究では、観察される現象を出来るだけそのまま解析することを目指したため、通常とは異なるマルチスケール的なアプローチの開発が必要となった。期間全体を通じた研究の結果から、このアプローチの困難さも明らかになり、今後の研究へとつながる成果を得たと考える。
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