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散乱逆問題におけるサンプリング法の統一について

Research Project

Project/Area Number 19J10238
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 12020:Mathematical analysis-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

古屋 貴士  名古屋大学, 多元数理科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords散乱逆問題 / サンプリング法 / ヘルムホルツ方程式
Outline of Research at the Start

私の研究対象は、散乱逆問題におけるサンプリング法である。サンプリング法とは、観測データから未知の物体を再構成するための手法のことであり、近年、散乱逆問題において有力な道具として研究がなされてきた。具体的には、Kirsch氏の因数分解法やColton氏の線形サンプリング法、Potthast氏の特異源泉法などがある。そういった様々なサンプリング法を統一的に捉える研究を行い、より高い立場から散乱逆問題を俯瞰できる環境を作り、さらなる研究の進展を見出すことが期待される。

Outline of Annual Research Achievements

研究対象は、サンプリング法である。サンプリング法とは、散乱逆問題において観測データから未知領域を推定するための手法であり、特にFactorization Methodと呼ばれる手法に着目している。Factorization Methodは唯一、観測データから未知領域を推定する議論が抽象的な一般論としてまとめられており、この点から、Factorization Methodはサンプリング法を統一する理論の基軸になると考えている。
2020年度の大きな研究成果は、Factorization Methodの考え方に沿って、Monotonicity Methodの関数解析の枠組みによる一般論の整備を行うことに成功したことである。そのおかげで、一般論上でFactorization MethodとMonotonicity Methodの2つの比較を行える環境が整った。その比較によって、Monotonicity MethodはFactorization Methodよりも先天的仮定が少ない下で未知領域の再構成公式を与えることができることを確認した。しかし、Monotonicity Methodは、未知領域を点でテストするFactorization Methodとは異なり、領域でテストするため、特定の問題において(例えば、それぞれ異なる性質を持つ物体が混在している複雑な未知領域同定問題)は、数値実験がうまく運ばず、視覚的に未知領域を確認できないことがあった。こういったMonotonicity Methodの領域テストの数値実験部分については、今後改善すべき課題である。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] The factorization and monotonicity method for the defect in an open periodic waveguide2020

    • Author(s)
      Takashi Furuya
    • Journal Title

      Inverse Ill-Posed Probl

      Volume: 28 Issue: 6 Pages: 783-796

    • DOI

      10.1515/jiip-2019-0088

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The monotonicity method for the inverse crack scattering problem2020

    • Author(s)
      Tomohiro Daimona, Takashi Furuya and Ryuji Saiina
    • Journal Title

      Inverse Probl. Sci. Eng.

      Volume: to appear Issue: 11 Pages: 1570-1581

    • DOI

      10.1080/17415977.2020.1733998

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The direct and inverse scattering problem for the semilinear Schrodinger equation2020

    • Author(s)
      Takashi Furuya
    • Journal Title

      Nonlinear Differ. Equ. Appl.

      Volume: to appear Issue: 3

    • DOI

      10.1007/s00030-020-00627-x

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scattering by the local perturbation of an open periodic waveguide in the half plane2020

    • Author(s)
      Takashi Furuya
    • Journal Title

      J. Math. Anal. Appl.

      Volume: to appear Issue: 1 Pages: 124149-124149

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2020.124149

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A modification of the factorization method for scatterers with different physical properties2019

    • Author(s)
      Takashi Furuya
    • Journal Title

      math. methods appl. sci.

      Volume: 42 Issue: 11 Pages: 4017-4030

    • DOI

      10.1002/mma.5630

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The monotonicity based method for the inverse crack scattering problem2021

    • Author(s)
      Takashi Furuya
    • Organizer
      RIMS共同研究偏微分方程式における逆問題とその応用のさらなる展開 京都大学数理解析研究所
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] The monotonicity method for the inverse crack scattering problem,2021

    • Author(s)
      古屋貴士
    • Organizer
      日本数学会 2021年度年会 慶應義塾大学大学
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 亀裂散乱逆問題に対するmonotonicity法について2020

    • Author(s)
      古屋貴士
    • Organizer
      広島数理解析セミナー 広島大学
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Direct and inverse scattering problems for the local perturbation of an open periodic waveguide in the half plane2020

    • Author(s)
      古屋貴士
    • Organizer
      RIMS共同研究 偏微分方程式による逆問題解析とその周辺, 京都大学数理解析研究所
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Direct and inverse scattering problems for the local perturbation of an open periodic waveguide in the half plane2020

    • Author(s)
      古屋貴士
    • Organizer
      日本数学会 2020年度年会, 日本大学理工学部
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] The monotonicity based method for the inverse crack scattering problem2019

    • Author(s)
      Takashi Furuya
    • Organizer
      The 5th East Asia Section of IPIA Young Scholars Symposium, Beijing, China
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The monotonicity based method for the inverse crack scattering problem2019

    • Author(s)
      Takashi Furuya
    • Organizer
      Applied inverse problems conference, Grenoble, France
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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