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差分学の構築とその工学的応用

研究課題

研究課題/領域番号 10650065
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 工学基礎
研究機関早稲田大学

研究代表者

廣田 良吾  早稲田大学, 理工学部, 教授 (00066599)

研究分担者 岩尾 昌央  早稲田大学, 理工学部, 助手 (70318806)
辻本 諭  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (60287977)
高橋 大輔  早稲田大学, 理工学部, 教授 (50188025)
研究期間 (年度) 1998 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2001年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2000年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1999年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1998年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード超差分(離散)方程式 / 可積分系の差分化 / 非線形差分方程式 / 差分学 / セル・オートマトン / 交通流 / パターン形成 / 特異値分解 / 可積分 / 差分化 / Pfaffian / 保存量 / コマの運動方程式 / 超離散方程式 / ソーテング / ソリトン / 結合型MKdV方程式 / 交通流モデル / KdV方程式 / バーガーズ方程式 / ミウラ変換 / Max-Plus代数
研究概要

我々は差分学構築の目的を次の2点に絞った。
1.実数の連続性を否定しても解析学に対応するものを離散的空間で建設できるか?
2.微分方程式の差分化の方法は無数にあるが、微分方程式の持つ定性的・大域的性質を保存するような差分化(超差分化)は可能であるか?
目的1.は肯定的に達成された。詳しくは下記の出版物
(1).広田良吾,『差分方程式講義』サイエンス社(2000).
(2).辻本諭,『可積分系の応用数理』(第一章可積分系の離散化について)中村佳正編,裳華房(2000).に述べられている。
目的2.も肯定的に達成された。この問題に関しては非常に多くの成果がえられた。上記の学会誌等への発表文献(1,2,5,7,9,10,11,12,14,17)が差分化(超差分化)を議論した論文である。論文(8,15)は可積分な微分方程式を議論したもので、これらの微分方程式も、差分化可能であると推定されている。
差分学の工学的応用
論文(3,4,6,13,18,19,20)は超差分方程式のセル・オートマトン、交通流、パターン形成を論じたものである。数値計算法のマトリックスの特異値分解に対する応用として(発表文献16)がある。可積分系の理論を使ったこの新しい方法は既存の方法よりも計算時間が早くなる可能性がある。

報告書

(5件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (57件)

  • [文献書誌] S.Tsujimoto, R.Hirota: "Ultradiscrete KdV Equation"Journal of the Physical Society of Japan. 67. 1809-1810 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Hirota: "Discretization of the Potential Modified KdV Equation"Journal of the Physical Society of Japan. 67. 2234-2236 (1998)

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  • [文献書誌] K.Nishinari, D.Takahashi: "Analytical Properties of Ultradiscrete Burgers Equation and Rule-184 Cellular Automaton"J.Phys.A. 31. 5439-5450 (1998)

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  • [文献書誌] K.Nishinari, D.Takahashi: "A new deterministic CA model for traffic flow with multiple states"J.Phys.A. 32. 93-104 (1998)

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  • [文献書誌] A.Ramani, D.Takahashi, B.Grammaticos, Y.Ohta: "The ultimate discretization of the Painleve equations"Physica D. 114. 185-196 (1998)

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  • [文献書誌] A.Nagai, D.Takahashi, T.Tokihiro: "Soliton cellular automaton, Toda molecule equation and sorting algorithm"Physics Letters A. A255. 265-271 (1999)

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  • [文献書誌] R.Hirota: "Discretization of coupled modified KdV equation"Chaos, Solitons and Fractals. A11. 77-84 (2000)

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  • [文献書誌] M.Iwao, R.Hirota: "Soliton Solutions of a Derivative Coupled Modified KdV Equations"Journal of the Physical Society of Japan. 69. 59-72 (2000)

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  • [文献書誌] Ryogo Hirota, Masataka Iwao: "Time-Discretization of Soliton Equations"CRM Proceedings and Lecture Notes. 25. 217-229 (2000)

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  • [文献書誌] Ryogo Hirota, Kinji Kimura: "Discretization of the Euler Top"Journal of the Physical Society of Japan. A69. 627-630 (2000)

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  • [文献書誌] Kinji Kimura, Ryogo Hirota: "Discretization of the Lagrange Top"Journal of the Physical Society of Japan. A69. 3193-3199 (2000)

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  • [文献書誌] T.Tokihiro, D.Takahashi, J.Matsukidaira: "Box and ball system as a realization of ultradiscrete nonautonomous KP equation"J.Phys.. A33. 607-619 (2000)

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  • [文献書誌] K.Nishinari, D.Takahashi: "Multi-value cellular automaton models and metastable states in a congested phase"J.Phys.A. 33. 7709-7720 (2000)

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  • [文献書誌] Ryogo Hirota, Kinji Kimura, Hideyuki Yahagi: "How to find the conserved quantities of nonlinear discrete equations"Journal of Physics A : Math.Gen.. 34. 10377-10386 (2001)

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  • [文献書誌] Ryogo Hirota, Masataka Iwao, Satoshi Tsujimoto: "Soliton Equations Exhibiting Pfaffian Solutions"Glasgow Mathematical Journal. 43A. 33-41 (2001)

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  • [文献書誌] Satoshi Tsujimoto, Ypshimasa Nakamura, Masashi Iwasaki: "The discrete Lotka-Volterra system computes singular values"Inverse Problems. 17. 53-59 (2001)

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  • [文献書誌] C.R.Gilson, J.J.C.Nimmo, S.Tsujimoto: "Pfaffianisation of the Discrte KP equation"J.Phys.A ; Math.Gen.. 34. 10569-10575 (2001)

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  • [文献書誌] K.Nishinari, J.Matsukidaira, D.Takahashi: "Two dimensional Burgers cellular automaton"J.Phys.Soc.Jpn.. 70. 2267-2272 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Takahashi, A.Shida, M.Usami: "On pattern formation mechanism of 2+1D max-plus models"J.Phys.A. 34. 10715-10726 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Fukui, K.Nishinari, D.Takahashi, Y.Ishibashi: "Metastable Flows in a Two-Lane Traffic Model Equivalent to Extended Burger's Cellular Automaton"Physica A. 303. 226-238 (2002)

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  • [文献書誌] 広田 良吾: "差分方程式講義"サイエンス社. 167 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 辻本 諭: "可積分系の応用数理(第一章 可積分系の離散化について)"裳華房. 1-52 (2000)

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  • [文献書誌] Satoshi Tsujimoto and Ryogo Hirota: "Ultradiscrete KdV Equation"J. of Phys. Soc. Jpn.. Vol. 66. 1809-1810 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryogo Hirota: "Discretization of the Potential Modified KdV Equation"J. of Phys. Soc. Jpn.. Vol. 66. 2234-2236 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nishinari and D. Takahashi: "Analytical Properties of Ultradiscrete Burgers Equations and Rule-187 Cellular Automation"J. Phys. A.. Vol. 31. 5439-5450 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nishinari and D. Takahashi: "A new deterministic Camodel for traffic flow with multiple states"J. Phys. A. Vol. 32. 93-104 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Ramani, D. Takahashi, B. Grammaticos and Y. Ohta: "The ultimate discretization of the Painleve equations"Physica D. Vol. 114. 185-196 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Nagai, D. Takahashi and T. Tokihiro: "Soliton cellular automaton, Toda molecule equation and sorting algorithm"Physics Letters A. Vol. A 255. 265-271 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryogo Hirota: "Discretization of coupled modified KdV equations"Chaos, Solitons and Fractals. Vol. 11. 77-84 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masataka Iwao and Ryogo Hirota: "Soliton Solutions of a Coupled Derivative Modified KdV Equations"J. of Phys. Soc. Jpn. Vol. 69. 59-72 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryogo Hirota and Masataka Iwao: "Time-Discretization of Solitons Equations"CRM Proceedings and Lecture Notes. Vol. 25. 217-229 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryogo Hirota and Kinji Kimura: "Discretization of the Euler Top"J. of Phys. Soc. Jpn.. Vol. 69. 627-630 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryogo Hirota and Kinji Kimura: "Discretization of the Lagrange Top"J. of Phys. Soc. Jpn.. Vol. 69. 3193-3199 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Tokihiro, D. Takahashi and J. Matsukidaira: "Box and ball system as a realization of ultradiscrete nonautonomous KP equation"J. Phys. A. 33. 607-619 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nishinari and D. Takahashi: "Multi-value cellular automaton models and metastable states in a congested phase"J. Phys. A. 33. 7709-7720 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryogo Hirota, Kinji Kimura and Hideyuki Yahagi: "How to find the conserved quantities of nonlinear discrete equations"J. Physics A : Math. And Gen.. Vol. 34. 10377-10386 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryogo Hirota, Masataka Iwao and Satoshi Tujimoto: "Soliton Equations Exhibiting Pfaffian Solutions"Glasgow Math. J. Vol. 43A. 33-41 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tujimoto, Yoshimasa Nakamura and Masashi Iwasaki: "The discrete Lotka-volterra system computes singular values"Inverse Problems. Vol. 17. 53-59 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C. R. Gilson, J. J. C. Nimmo and S. Tujimoto: "Pfaffianization of the Discrete KP equation"J. Phys. A. Math. Gen.. Vol. 34. 10569-10575 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nishinari, J. Matsukidaira and D. Takahashi: "Two dimensional Burgers cellular automaton"J. Phys. Soc. Jpn.. 70. 2267-2272 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D. Takahashi, A. Shida and M. Usami: "On pattern formation mechanism of 2+1D max-plus models"J. Phys. A. 34. 10715-10726 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Fukui, K. Nishinari, D. Takahashi and Y. Ishibashi: "Metastable Flows in a Two-Lane Traffic Model Equivalent to Extended Burger's Cellular Automaton"Physica A. 303. 226-238 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryogo Hirota: "Lectures on Difference Calculus (in Japanese)"Saiennsu Pub. Company. (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tsujimoto: "Applied Mathematical Science of the Integrable Systems (Chapter 1 : On the discretization of the Integrable System) (in Japanese)"Ed. Yoshimasa Nakamura, Syouka-bou Pub. Company. (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryogo Hirota, Kinji Kimura, Hideyuki Yahagi: "How to find the conserved quantities of nonlinear discrete equations"Journal of Physics A : Math.Gen.. 34. 10377-10386 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ryogo Hirota, Masataka Iwao, Satoshi Tsujimoto: "Soliton Equations Exhibiting Pfaffian Solutions"Glasgow Mathematical Journal. 43A. 33-41 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ryogo Hirota and Kinji Kimura: "Discretization of the Euler Top"Journal of the Physical Society of Japan. A69. 627-630 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kinji Kimura and Ryogo Hirota: "Discretization of the Lagrange Top"Journal of the Physical Society of Japan. A69. 3193-3199 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 広田良吾: "差分方程式講義-連続より離散へ-"サイエンス社. 167 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Nagai,D.Takahashi and T.Tokihiro: "Soliton cellular automaton,Toda molecule equation and sorting algorithm"Physics Letters A. A255. 265-271 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] R.Hirota: "Discretization of coupled modified KdV equation"Chaos,Solitons and Fractals. A11. 77-84 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Iwao and R.Hirota: "Soliton Solutions of a Coupled Modified KdV Equations"Journal of the Physical Society of Japan. 69. 59-72 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tsujimoto and R.Hirota: "Ultradiscrete KdV Equation" Journal of the Physical Society of Japan. 67. 1809-1810 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] R.Hirota: "Discretization of the Potential Modified KdV Equation" Journal of the Physical Society of Japan. 67. 2234-2236 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nishinari and D.Takahashi: "Analytical Properties of Ultradiscrete Burgers Equation and Rule-184 Cellular Au-tomaton" J.Phys.A. 31. 5439-5450 (1988)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nishinari and D.Taka-hashi: "A new deterministic CA model for traffic flow with multiple states" J.Phys.A. 32. 93-104 (1988)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] A.Ramani, D.Takahashi, B.Grammaticos and Y.Ohta: "The ultimate discretization of the Painleve equations" Physica D. 114. 185-196 (1998)

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      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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