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2014 Fiscal Year Research-status Report

重調和微分作用素の高精度な固有値評価に関する研究

Research Project

Project/Area Number 26800090
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

劉 雪峰  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50571220)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords固有値評価 / 自己共役微分作用素 / Lehmann-Goerischの定理 / 精度保証付き数値計算 / 有限要素法
Outline of Annual Research Achievements

1)ラプラス作用素と重調和作用素の固有値評価問題について、有限次元空間(有限要素空間など)への射影と関数の近似誤差の構成的な評価を利用することで、固有値の厳密評価の統一なフレームワークを提案した。実際の応用では、非適合有限要素法を用いて、具体的な評価方法を実現しました。特に、Crouzeix-Raviart補間関数の誤差評価に関わる幾つかの誤差定数について、定数の最適な評価を得ました。該当結果は応用数学分野におけるTOPな雑誌Applied Mathematics and Computation (SCI Impact Factor: 1.6, 2015)に発表されました。

2)Lehmann-Goerisch の定理を実際の問題に応用する時、関数空間の設定には難しいことがあるので、従来の研究ではSpectral-shiftの方法が提案されました。本研究者は特別な有限要素空間を利用することで、既存のSpectral-shiftの方法の代わりに、新たな計算方法を提案して、より精度の良い結果を得ることが可能となる。

3)Lehmann-Goerisch の定理を利用するとき、最適な固有値評価を得るための関数の選び方は従来の研究で未決な問題のですが、本研究者とM. Plumの共同研究で、鞍点理論によって、最適な固有値評価の計算方法を開発した。この結果によると、従来方法ではパラメータの調整が不要となる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

元々の予定で平成27年度にチャレンジする課題を平成26年度に既に検討して、幾つかの重要な結果を得たので、当初の計画以上に進展していた。

Strategy for Future Research Activity

平成26年度ではラプラス作用素と重調和作用素を含めて一般的な理論を検討しました。平成27年度はこれらの理論を重調和作用素に関する具体的固有値問題に応用して、理論の有効性などを検証する予定です。また、研究結果をまとめて、論文を投稿する予定もあります。

Causes of Carryover

2015年2月当該研究者は新潟大学にて「最適化・数値解析ワークショップ」を主催しましたが、新潟大学の会計のスケージュールによって、招待講演者への謝金は2015年度に払う予定です。

Expenditure Plan for Carryover Budget

2015年2月当該研究者が新潟大学に主催した「最適化・数値解析ワークショップ」の招待講演者に謝金を払う予定です。

  • Research Products

    (8 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] A framework of verified eigenvalue bounds for self-adjoint differential operators2015

    • Author(s)
      Xuefeng LIU
    • Journal Title

      Applied Mathematics and Computation

      Volume: 267 Pages: 341-355

    • DOI

      10.1016/j.amc.2015.03.048

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Verified norm estimation for the inverse of linear elliptic operators using eigenvalue evaluation2014

    • Author(s)
      Kazuaki Tanaka, Akitoshi Takayasu, Xuefeng Liu & Shin’ichi Oishi
    • Journal Title

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      Volume: 31 Pages: 665-679

    • DOI

      10.1007/s13160-014-0156-2

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] On the spectral-shift method in Lehmann-Goerisch’s theorem2015

    • Author(s)
      劉 雪峰
    • Organizer
      日本応用数理学会 2015年 研究部会連合発表会
    • Place of Presentation
      明治大学 中野キャンパス、東京
    • Year and Date
      2015-03-06 – 2015-03-07
  • [Presentation] Verified lower eigenvalue bounds for self-adjoint di↵erential operators2014

    • Author(s)
      Xuefeng LIU
    • Organizer
      16th GAMM-IMACS International Symposium on Scientific Computing, Computer Arithmetic and Validated Numerics
    • Place of Presentation
      University of Wurzburg,Germany
    • Year and Date
      2014-09-21 – 2014-09-26
  • [Presentation] 非適合有限要素法を用いた偏微分作用素の固有値評価2014

    • Author(s)
      劉 雪峰
    • Organizer
      日本応用数理学会2014年度年会
    • Place of Presentation
      政策研究大学院大学, 東京
    • Year and Date
      2014-09-03 – 2014-09-05
  • [Presentation] 半導体の抵抗率の測定に関する精度保証付き数値計算2014

    • Author(s)
      劉 雪峰
    • Organizer
      日本応用数理学会2014年度年会
    • Place of Presentation
      政策研究大学院大学, 東京
    • Year and Date
      2014-09-03 – 2014-09-05
  • [Presentation] An Uniform Approach to Bound Eigenvalues of Self-adjoint Differential Operators2014

    • Author(s)
      Xuefeng LIU
    • Organizer
      4th European Seminar on Computing
    • Place of Presentation
      Pilsen, Czech Republic
    • Year and Date
      2014-06-15 – 2014-06-20
  • [Remarks] 固有値のオンライン計算

    • URL

      http://www.xfliu.org/onlinelab/

URL: 

Published: 2016-06-01  

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