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仮想領域と超関数を用いた差分法の数学解析とその数値シミュレーションの研究

研究課題

研究課題/領域番号 14540103
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)
研究機関千葉大学

研究代表者

腰越 秀之  千葉大学, 工学部, 助教授 (70110294)

研究分担者 水藤 寛  岡山大学, 廃棄物マネジメント研究センター, 助教授 (10302530)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2005年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2003年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2002年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード仮想領域 / 超関数 / 差分法 / 接合境界条件 / 環境数理 / 直接法 / 数値シミュレーション / 最適化手法 / 接地逆転 / transmission / 沿岸生態系 / 自由表面 / 数値計算法 / 脳脊髄液流動
研究概要

17年度の研究課題に対する研究成果は次の通りである。
1.超関数と高速フーリエ変換を併用した数値計算法と数学解析の研究
本研究の成果は、多媒質間の界面における接合境界条件(Transmission condition)を超関数を用いて記述し、直接法での計算を可能にした。更に、その計算に対して、高速フーリエ変換(FFT)を援用した数値計算アルゴリズムを開発した。これによって、かなり汎用的な差分法の数値計算法を構成することに成功した。この方法が次の環境数理問題に対する数値シミュレーションの研究に役立っている。
2.環境数理問題に対する数値シミュレーションの研究・開発
地球温暖化との関係で都市部における気温の特異な現象のモデリングと数値シミュレーションをおこなった。これは、気象分野で接地逆転といわれる地表近くでの気温の上昇に関する数値計算である。
また、最終ごみ処分場の安全性評価を行う目的で、周辺の地下水流動及び、何らかの事故によって処分場内の汚染水が環境に漏洩した場合を想定しての汚染物質の移流拡散シミュレーションを行った。この数値計算においても、仮想領域法による計算法といくつかの地形などの情報を応用して計算アルゴリズムを構築している。
更に、ファジイ最適化法と遺伝的アルゴリズムを組み合わせた重層的最適化手法を開発した。これらの研究成果は、環境数理問題への対策として有用な知見を得ると共に、仮想領域を用いた数値計算法の研究に新しい展開の可能性を示すものになっている。
以上の研究成果は、国際会議や国内の学会・研究集会で発表されている。

報告書

(5件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (15件) 文献書誌 (11件)

  • [雑誌論文] Numerical calculation of an atmospheric temperature appearing in the weather of the surface inversion2005

    • 著者名/発表者名
      T.Shiraishi
    • 雑誌名

      GAKUTO International Series, Mathematical Science and Applications 23

      ページ: 229-237

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] FFTを併用した2次元キャビティ流れの数値計算2005

    • 著者名/発表者名
      小島 智子
    • 雑誌名

      応用数学合同研究集会報告集

      ページ: 161-164

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Underground Water Flow around Landfill Sites2005

    • 著者名/発表者名
      H.Suito
    • 雑誌名

      Proceeding of Tenth International Waste Management and Landfill Symposium

      ページ: 425-426

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 流通過程における多目的最適化問題2005

    • 著者名/発表者名
      七澤洋平
    • 雑誌名

      Journal of Logistics and Informatics Vol.2, No.1[3]

      ページ: 13-20

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical calculation of an atmospheric temperature appearing in the weather of the surface inversion2005

    • 著者名/発表者名
      SHIRAISHI, Takashi
    • 雑誌名

      GAKUTO International Series, Mathematical Sciences and Applications Vol.23

      ページ: 229-237

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Applied mathematics combination research meeting report collection2005

    • 著者名/発表者名
      Kojima, Tomoko
    • 雑誌名

      Numeric calculation of cavity flow that uses FFT together by two dimensions

      ページ: 161-164

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Underground Water Flow around Land fill Sites2005

    • 著者名/発表者名
      SUITO, Hiroshi
    • 雑誌名

      Proceedings of Tenth International Waste Management and Landfill Symposium

      ページ: 425-426

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multipurpose optimization problem in circulation process2005

    • 著者名/発表者名
      Nanasawa, Yohei
    • 雑誌名

      Journal of Logistics and Infomatics Vol.2, No.1[3]

      ページ: 13-20

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Underground Water Flow around Landfill Sites2005

    • 著者名/発表者名
      H.Suito
    • 雑誌名

      Proceedings of Tenth International Waste Management and Landfill Symposium

      ページ: 425-426

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct solver on FFT and SEL for diffraction problems with distribution2004

    • 著者名/発表者名
      H.Koshigoe
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science 3037 Part II

      ページ: 105-112

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct solver for an inverse problem of the type of the transmission2004

    • 著者名/発表者名
      H.Koshigoe
    • 雑誌名

      Lecture Series on Computer and Computational Science Vol.1

      ページ: 274-278

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 関数を用いた直接法による大気温逆転現象の数値計算2004

    • 著者名/発表者名
      江原誠, 白石卓巳, 大井章弘, 腰越秀之
    • 雑誌名

      応用数学合同研究集会報告集

      ページ: 159-160

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical simulation of spilled oil by fictitious domain method2004

    • 著者名/発表者名
      H.Suito, H.Kawarada
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics Vol.21,No.2

      ページ: 219-236

    • NAID

      10018379989

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Hybridized fuzzy and GAs distributed optimization method2004

    • 著者名/発表者名
      H.Suito, H.Kawarada
    • 雑誌名

      Journal of Logistics and Informatics Vol.1,No.1

      ページ: 17-26

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 流出原油による沿岸汚染の数値シミュレーション2004

    • 著者名/発表者名
      水藤寛, 荒川貴信, 河原田秀夫
    • 雑誌名

      計算工学講演会論文集 Vol.9,No.1

      ページ: 517-518

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] H.Koshigoe: "Direct Method for Solving a Transmission Problem with a Discontinuous Coefficient and the Dirac Distribution"Computational Science - ICCS 2003. Part III. 388-398 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Koshigoe: "Direct Solver on FFT and SEL for Diffraction Problems with Distribution"Computational Science - ICCS 2004. Part II(to appear). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 大井 章弘: "FFTを用いた2層拡散方程式系の数値計算-気温の逆転現象-"応用数学合同研究集会報告集. 147-150 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Suito: "Numerical Simulation of Spilled Oil by Fictitious Domain Method"Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics. Vol.21,No.2(to appear). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 水藤 寛: "湧昇循環装置によって誘起される湖沼内流れの数値シミュレーション"岡山大学環境理工学部紀要. 65-68 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] E.Baba: "Waves and Tidal Flat Ecosystems"Springer. 164 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Koshigoe: "Numerical Calculation of Electric Potentials Governed by Transmission Equations"Proceedings of European Symposium on Numerical Methods in Electromagnetics, Toulouse, France. 401-407 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Koshigoe: "A generalization of the method of lines and its applicatio to Robin problems"Proceedings of Fifth China-Japan Seminar on Numerical Mathematics, Science Press Beijing/New York. 47-56 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 平山幸史: "境界値決定問題の数値計算-Succesive elimination of linesの方法-"応用数学合同研究集会報告集. 249-252 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 水藤寛: "仮想領域法による脳脊髄液流動の数値シミュレーション"京都大学数理解析研究所講究録. 1265. 184-188 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawarada: "Effect of Spilled Oil on Coastal Ecosystems"Proceedings of Fifth China-Japan Seminar on Numerical Mathematics, Science Press Beijing/New York. 168-180 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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