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超低速の溶解現象と特異拡散の数理解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K13455
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 数学基礎・応用数学
研究機関東京大学

研究代表者

山本 昌宏  東京大学, 大学院数理科学研究科, 教授 (50182647)

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
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード特異拡散 / 不均質媒質 / 非整数階偏微分方程式 / 凝集 / セシウムの特異拡散 / 数理モデル / 数値解析 / 溶解 / 拡散 / 素過程
研究成果の概要

設備などが超低速で溶解し、内部から汚染物質などが土壌など不均質媒質中を拡散する現象について数理解析を行った。不均質性のため、密度の空間・時間変化においては、通常の拡散方程式が示すような強い平均化はなく、特異拡散であることが知られていた。本研究において、特異拡散現象をよりよく記述するモデル方程式として、非整数階偏微分方程式を考えて、初期値・境界値問題や、方程式の係数の決定のような逆問題の一意性と安定性の数学解析の結果を得た。また福島原発事故後のセシウムの特異拡散の解析を行い、実データとの良好な一致をみた。超低速の溶解現象については、溶解の逆現象とみなすことができる凝集の解析を行った。

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

    (35件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (11件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 14件、 査読あり 15件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 7件、 招待講演 8件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] 復旦大学/華中師範大学(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ボイト理工大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] エックス・マルセイユ大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ローマ大学I/ローマ大学II/ナポリ大学(イタリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Texas A&M Univesity(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Beuth Univ. Appl. Sciences(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Bulent Ecevit University(トルコ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Fudan University/Central China Normal University/Southeast University(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 東南大学/復旦大学(中国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Beuth Univ. Appl. Sciences(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Aix-Marseille Univ.(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Weak solutions to non-homogeneous boundary value problems for time-fractional diffusion equations.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, Masahiro
    • 雑誌名

      J. Math. Anal. Appl.

      巻: 460 ページ: 365-381

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] M. Global uniqueness in an inverse problem for time fractional diffusion equations2018

    • 著者名/発表者名
      Kian, Y.; Oksanen, L.; Soccorsi, E.; Yamamoto, M.
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations264

      巻: 264 ページ: 1146-1170

    • 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] Carleman estimates for integro-differential parabolic equations with singular memory kernels2017

    • 著者名/発表者名
      Loreti, Paola; Sforza, Daniela; Yamamoto, Masahiro
    • 雑誌名

      J. Elliptic Parabol. Equ.

      巻: 3 ページ: 53-64

    • 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] On the maximum principle for a time-fractional diffusion equation2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Luchko, M. Yamamoto
    • 雑誌名

      Fract. Calc. Appl. Anal.

      巻: 20 ページ: 1131-1145

    • 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] Weak unique continuation Property and a related inverse source problem for time-fractional diffusion-advection equations2017

    • 著者名/発表者名
      Jiang, Daijun; Li, Zhiyuan; *Liu, Yikan; Yamamoto, Masahiro
    • 雑誌名

      Inverse Problems

      巻: 33

    • 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] Inverse source problem for the hyperbolic equation with a time-dependent principal part2017

    • 著者名/発表者名
      Jiang, Daijun; Liu, Yikan; Yamamoto, Masahiro
    • 雑誌名

      J. Differential Equations

      巻: 262 ページ: 653-681

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Uniqueness in an integral geometry problem and an inverse problem for the kinetic equation2016

    • 著者名/発表者名
      Arif Amirov, Fikret Goelgeleyen, Yamamoto, Masahiro
    • 雑誌名

      Applicable Analysis

      巻: 95 号: 13 ページ: 2236-2249

    • DOI

      10.1080/00036811.2016.1213387

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] General time-fractional diffusion equation: some uniqueness and existence results for the initial-boundary-value problems2016

    • 著者名/発表者名
      Luchko, Yuri; Yamamoto, Masahiro
    • 雑誌名

      Fract. Calc. Appl. Math.

      巻: 19 ページ: 676-695

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Strong maximum principle for fractional diffusion equations and an application to an inverse source problem2016

    • 著者名/発表者名
      Liu, Yikan; Rundell, William; Yamamoto, Masahiro
    • 雑誌名

      Fract. Calc. Appl. Math.

      巻: 19 ページ: 888-906

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the reconstruction of unknown time-dependent boundary sources for time fractional diffusion process by distributing measurement2016

    • 著者名/発表者名
      Liu, J. J.; Yamamoto, M.; Yan, L. L.
    • 雑誌名

      Inverse Problems

      巻: 32 ページ: 15009-15009

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the reconstruction of unknown timedependent boundary sources for time fractional diffusion process by distributing measurement2016

    • 著者名/発表者名
      J.J. Liu, L. Yan, M. Yamamoto
    • 雑誌名

      Inverse Problems

      巻: 32 号: 1 ページ: 015009-25

    • DOI

      10.1088/0266-5611/32/1/015009

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Time-fractional diffusion equation in the fractional Sobolev spaces2015

    • 著者名/発表者名
      R. Gorenflo, Y. Luchko, M. Yamamoto
    • 雑誌名

      Frac. Calc. Appl. Anal.

      巻: 18 号: 3 ページ: 799-820

    • DOI

      10.1515/fca-2015-0048

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Initial-boundary value problems for multi-term time-fractional diffusion equations with positive constant coefficients2015

    • 著者名/発表者名
      Z. Li, Y. Liu, M. Yamamoto
    • 雑誌名

      Appl. Math. Comput.

      巻: 257 ページ: 381-397

    • DOI

      10.1016/j.amc.2014.11.073

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Uniqueness for inverse problems of determining orders of multi-term time-fractional derivatives of diffusion equation2015

    • 著者名/発表者名
      Z. Li, M. Yamamoto
    • 雑誌名

      Applicable Analysis

      巻: 94 号: 3 ページ: 570-579

    • DOI

      10.1080/00036811.2014.926335

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the uniqueness and reconstruction for an inverse problem of the fractional diffusion process2015

    • 著者名/発表者名
      J.J. Liu, L. Yan, M. Yamamoto
    • 雑誌名

      Appl. Numer. Math.

      巻: 87 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1016/j.apnum.2014.08.001

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Inverse problems for viscoelasticity systems by Carleman estimates2018

    • 著者名/発表者名
      M. Yamamoto
    • 学会等名
      26th Annual Meeting of Differential Equations and Related Topics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Carleman estimates for viscoelasticity equations and applications2017

    • 著者名/発表者名
      M. Yamamoto
    • 学会等名
      New Trends in Control Theory and PDEs
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Carleman estimates and inverse problems for viscoelasticity equation and related equations2017

    • 著者名/発表者名
      M. Yamamoto
    • 学会等名
      Applied Inverse Problems 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lipschitz stability for inverse source problems for hyperbolic-parabolic systems in fluid dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      M. Yamamoto
    • 学会等名
      Differential Equations and Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] (1) Forward and inverse problems for fractional diffusion equations: some overview2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yamamoto
    • 学会等名
      4th International Workshop on Computational Inverse Problems and Applications
    • 発表場所
      Shandong University of Technology, Zibo China
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Well-posedness of initial - boundary value problems for time-fractional diffusion equations and inverse problems2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yamamoto
    • 学会等名
      Chemnitzer Symposium on Inverse Problems,
    • 発表場所
      Technische Universitaet Chemnitz
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Unique existence and qualitative studies of solutions to initial - boundary value problems for time-fractional diffusion equations and applications2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yamamoto
    • 学会等名
      Workshop on Control and Inverse Problems for Partial Differential Equations
    • 発表場所
      Zhejiang University, China
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 数学をものづくりに役立てるには:事例紹介と数学者の活用法2015

    • 著者名/発表者名
      山本昌宏
    • 学会等名
      ものづくり企業に役立つ応用数理手法の研究会 「産業界と数学の連携について」
    • 発表場所
      筑波大学東京キャンパス(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-10-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Carleman Estimates and Applications to Inverse Problems for Hyperbolic Systems2017

    • 著者名/発表者名
      M. Bellassoued and M. Yamamoto
    • 総ページ数
      260
    • 出版者
      Springer-Japan
    • ISBN
      9784431565987
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-02-16  

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