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均質化問題の研究及び数値流体と弾性問題におけるアルゴリズムの研究と開発

研究課題

研究課題/領域番号 11640098
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 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関茨城大学

研究代表者

海津 聰  茨城大学, 教育学部, 教授 (80017409)

研究分担者 川下 美潮  茨城大学, 教育学部, 助教授 (80214633)
大西 和榮 (大西 和栄)  茨城大学, 理学部, 教授 (20078554)
曽我 日出夫  茨城大学, 教育学部, 教授 (40125795)
藤間 昌一  茨城大学, 理学部, 助教授 (00209082)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2000年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1999年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード非均質ストークス方程式 / 収束有限要素スキーム / 随伴解法 / 2層流の有限要素スキーム / 自由境界 / 表面張力 / 平面波の表示 / レーリー波のエネルギー伝播式 / 有限要素スキームの誤差解析 / 有限要素法 / 非適合有限要素 / 移動境界問題 / 数値計算法 / 圧縮性粘性流体 / 時間大域解 / 表面波の散乱理論 / 逆問題
研究概要

1.数値流体
(1)非多層流体について成果が得られた.特に互いに混合可能な,固有の密度が異なる多層流に対し,アルゴリズムを提案し,その離散解がある解空間上で収束し,その極限解が,密度依存ストークス方程式を厳密に満たす事を証明した.現在学術雑誌に投稿中である.混合可能な流体の支配方程式としてナビエ・ストークス方程式に対して同様な結果を次に考察する.
(2)上記に述べたアルゴリズムの離間解の誤差の,時間・空間刻みに対するオーダ評価が得られ,これは現在学術雑誌に投稿中である.また,混合不能な2層流は自由境界をもつ.自由境界で表面張力が働く場合について,アルゴリズムを提案し,各研究会及び学会で口頭発表している.今後自由境界をもつ2層流の収束する有限要素スキームを提案する予定である.
2.弾性波問題
(1)弾性波問題の解明に平面波分解は標準的に用いら,分かり易いが概念的なものとして扱われていた.本研究では分解の基礎たる平面波の具体的表示式を求め,現在学術雑誌に投稿中である.他に異なる材質が共存する界面を伝わるレーリー波のエネルギー伝播に注目し,その特徴を明らかにした.
(2)弾性波に対する離散解の構成
今回離散解の構成はかなわなかった.上記結果を反映するアルゴリズムの提案を計画したい
3.一般境界値問題
楕円型偏微分方程式に対する一般境界値問題の統一的な解法を考案するため,静弾性方程式のスカラー版であるラプラス方程式を先ず,考えた.境界の一部にディクレデータが与えられ,一部にはノイマンデータが与えられたときの領域内部の解を求めるため,問題を変分法により定式化し,原問題と随伴問題に再定式化して数値解を構成するアルゴリズムを示した.
4.均質化問題
今後上記の内で数値流体に関わる問題に対し周期的な微小構造をもつ問題を研究する予定である.

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

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すべて 文献書誌 (26件)

  • [文献書誌] M.Kawashita and H.Soga: "Properties of Elastic Symbols and Construction of Solutions of the Dirichlet Problems"

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kawashita: "Strong solutions of Cauchy problems for compressible Navier-Stokes equations"数理解析研究所講究録. 1123. 100-106 (2000)

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  • [文献書誌] 藤間昌一: "A domain decomposition finite element scheme for flow problems- Choice of elements"数理解析研究所講究録. 1129. 9-22 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kawashita and G.Nakamura: "The poles of the resolvent for the exterior Neumann problem fo anisotropic elasticity"SIAM J.of Math.Anal,. 31. 701-725 (2000)

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  • [文献書誌] Y.Ohura,K.Kobayashi and K.Onishi: "Numerical solution of an under-determined problem of the Laplace equation"J.of Applied Mechanics, JSCE. 2. 185-189 (1999)

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  • [文献書誌] 登坂宣好,大西和榮,山本昌宏: "偏微分方程式の逆解析;逆問題の数理と解法.,"東京大学出版会. (1999)

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  • [文献書誌] 磯祐介,大西和榮,登坂宣好: "工学系の基礎数学"彰国社. (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mishio Kawashita and Gen Nakamura: "The poles of the resolvent for the exterior Neumann problem fo anisotropic elasticity"SIAM J.of Math.Anal. 31. 701-725 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mishio Kawashita, Y.Kurylev and Hideo Soga: "Harmonic momentsand and an inverse problem for the heat equation"SIAM J.of Math.Anal.. 32. 522-537 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ohura, K.Kobayashi and K.Onishi: "Numerical solution of an under-determined problem of the Laplace equation"J.of Applied Mechanics, JSCE. 2. 185-189 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shirota, G.Nakamura and K.Onishi: "Impedance computed tomo-electrocardiography"Proceedings of Japan-Korea Joint Scientfic Seminar on Inverse problems and related topics, Chapman Hall, Res.Notes in Math.. 419. 155-164 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Q.Wang, Y.Ohura, and K.Onishi: "Numerical solution of under-determined 2D Laplace equation with internal information.."ISIP 2000 Abstracts, International Symposium on Inverse Problems in Engineering Mechanics, March 7-10, 2000, Nagano, Japan. 216-219 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Q.Wang and K.Onishi: "Inverse boundary value problems of the Laplace equation."Hydraulic Engineering Software VIII, Proceedings of the 8th International Conference on Hydraulic Engineering Software, WIT Press, June 12-14, 2000, Lisbon, Portugal. 425-436 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shirota, K.Kobayashi, and K.Onishi: "Cognitive problems in seepage and viscous fluid flows."Computational Methods and Water Res ources IV, Fourth International Conference on Computer Methods and Water Resources, Lebanese American University, Byblos (Jbeil), Lebanon, 1997.6.16-18., WIT Press, Southampton. 183-192 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Onishi and Y.Ohura: "Direct method of solution for solution for general boundary value problem of the Laplace equation."Boundary Elements XXII (Eds ; C>A.Brebbia and H.Power), International Series on Advances in Boundary Elements., Vol.8, Proceedings of the 2 2nd International Conference on Boundary Element Method, September 4-6, 2000, Cambridge University, UK, WIT Press, Southampton. 203-210 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kawashita and H.Soga: "Properties of Elastic Symbols and Construction of Solutions of the Dirichlet Problems"The Japan-Korean Seminar.. 第1巻(予定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kawashita: "Strong solutions of Cauchy problems for compressible Navier-Stokes equations"数理解析研究所講究録. 1123. 100-106 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 藤間昌一: "A domain decomposition finite element scheme for flow problems-Choice of elements"数理解析研究所講究録. 1129. 9-22 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 王青川,大浦洋子,代田健二,大西和栄: "不足決定系2次元Laplace方程式の境界要素解"BTEC論文集. 第9巻. 57-61 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 林圭佐,繁田岳美,大西和栄: "2次元Poisson方程式の外部境界値問題の反復解法"境界要素法論文集. 第16巻. 127-132 (1999)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 大西和栄,大浦洋子: "ラプラス方程式境界値逆問題の直接解法"BEM・テクノロジー・コンファレンス論文集,日本計算数理工学会. 10巻. 49-53 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ohura: "Numerical solution of an under-determined problem of the Laplace equation"Journal of Applied Mechanics. 2. 185-189 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 藤間昌一: "A domain-decomposition finite-element scheme for flow problems"京都大学数理解析研究所講究録,「計算力学の新解法と領域分割法」. 1129. 9-22 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kawashita: "On global solutions of Cauchy problems for compressible Navier-Stokes equations"Nonlinear Analysis,to apper. (出版予定).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kawashita: "The polo of the resolvent for the exterior Neumann problems of anisotropic elasticity"SIAM Journal on Matlomatical Analysis. (出版予定).

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 登坂 宣好: "逆問題の数理と解法"東京大学出版会. 294 (1999)

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      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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