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走性現象の数理モデルの高精度数値解法の開発とその数値解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K04987
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数学基礎・応用数学
研究機関山形大学

研究代表者

方 青  山形大学, 理学部, 教授 (10243544)

研究協力者 張 暁宇  
王 如雲  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード偏微分方程式 / 数値解法 / 高精度 / 有限差分法 / 数値解析 / 数理モデル / 特異性 / 数値シミュレーション / 誤差評価 / 移流拡散方程式 / 初期値境界値問題 / 局所非線形吸収型境界条件 / 爆発解 / 有限差分スキーム
研究成果の概要

物理学、化学、生物学等の自然科学分野でよく現れる走性現象を調べるために非線形放物型偏微分方程式系で記述される走化性数理モデルが提出されている。解析解が一般に存在しないため、高精度の数値解を求めることが各分野の発展にも極めて重要な研究テーマである。本研究では、 研究代表者は研究協力者たちの協力で、無限領域におけるKeller-Segel 型非線形放物型偏微分方程式系に対して、有限領域における近似的な非線形問題を導出する結果を得て爆発解の有効な数値解を求める方法を開発した。さらに、特異性の解を持つ楕円型偏微分方程式の高精度数値解法と孤立波の数値シミュレーションについても研究成果を得た。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Bejing Forestry University/Hohai University(China)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Beijing Forestry University/Hohai University(China)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 北京林業大学/河海大学(中国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A Multivariate Wind Power Fitting Model Based on Cluster Wavelet Neural Network2017

    • 著者名/発表者名
      Ruiwen Zheng, Qing Fang, Zhiyuan Liu, Binghong Li and Xiao-Yu Zhang
    • 雑誌名

      Communications in Computer and Information Science

      巻: 763 ページ: 94-102

    • DOI

      10.1007/978-981-10-6364-0_10

    • ISBN
      9789811063633, 9789811063640
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An Articial Neural Network Model for Predicting Typhoon Intensity and Its Application2017

    • 著者名/発表者名
      Ruyun Wang, Tian Wang, Xiaoyu Zhang, Qing Fang, Chumin Wu and Bin Zhang
    • 雑誌名

      Communications in Computer and Information Science

      巻: 763 ページ: 762-770

    • DOI

      10.1007/978-981-10-6364-0_75

    • ISBN
      9789811063633, 9789811063640
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rossby solitary waves excited by the unstable topography in weak shear flow2017

    • 著者名/発表者名
      Bao-Jun Zhao, Ru-Yun Wang, Qing Fang, Wen-Jin Sun, Tian-Ming Zhan
    • 雑誌名

      Nonlinear Dynamics

      巻: 90 号: 2 ページ: 889-897

    • DOI

      10.1007/s11071-017-3700-1

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Numerical Study on Blow-up Solutions of a Reaction-Diffusion Model2016

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Yu Zhang, Ruyun Wang and Qing Fang
    • 雑誌名

      Information

      巻: 19 ページ: 1689-1696

    • NAID

      40020904753

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical Evaluation of External Effects on Interspecific Interacting opulations2016

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Yu Zhang and Qing Fang
    • 雑誌名

      International Journal of Automation and Computing

      巻: 13 号: 2 ページ: 133-141

    • DOI

      10.1007/s11633-015-0938-2

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Convergence Analysis of the Shortley-Weller Method on Refinement Grids for Elliptic Equations with Singularities2016

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Yu Zhang, Ruyun Wang and Qing Fang
    • 雑誌名

      Numerical Functional Analysis & Optimization

      巻: 37 号: 6 ページ: 805-822

    • DOI

      10.1080/01630563.2016.1147463

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Numerical Study on Blow-up Solutions of a Reaction-Diffusion Model2016

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Yu Zhang, Ruyun Wang and Qing Fang
    • 雑誌名

      Information

      巻: 19 ページ: 1689-1696

    • NAID

      40020904753

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A Multivariate Wind Power Fitting Model Based on Cluster Wavelet Neural Network2017

    • 著者名/発表者名
      Ruiwen Zheng, Qing Fang, Zhiyuan Liu, Binghong Li and Xiao-Yu Zhang
    • 学会等名
      International Conference on Life System Modeling and Simulation 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Articial Neural Network Model for Predicting Typhoon Intensity and Its Application2017

    • 著者名/発表者名
      Ruyun Wang, Tian Wang, Xiaoyu Zhang, Qing Fang, Chumin Wu and Bin Zhang
    • 学会等名
      International Conference on Life System Modeling and Simulation 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A high-precision and high-resolution parallel numerical model for storm surge based on GPU2016

    • 著者名/発表者名
      Ruyin Wang, Zhentao Zang, Qing Fang, Jun Zhou, Dandan Qiang, Bin Zhang and Xin Zhang
    • 学会等名
      28th International Conference on Parallel Computational Fluid Dynamics
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center (Kobe City, Japan)
    • 年月日
      2016-05-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Superconvergence of solution derivatives for the FDM and FEM approximation to elliptic boundary value problems2016

    • 著者名/発表者名
      Qing Fang
    • 学会等名
      Workshop on Numerical Analysis and Scientific Computing
    • 発表場所
      Beijing Forestry University, China
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Numerical Study on Blow-up Solutions of a Reaction-Diffusion Model2015

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Yu Zhang and Qing Fang
    • 学会等名
      The Seventh International Conference on Information
    • 発表場所
      GIS NTU Convention Center, National Taiwan University
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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