• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

非線形放物型方程式に対する解の精度保証付き数値計算理論の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K17596
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 数学基礎・応用数学
研究機関筑波大学 (2016-2017)
早稲田大学 (2015)

研究代表者

高安 亮紀  筑波大学, システム情報系, 助教 (60707743)

研究協力者 大石 進一  早稲田大学, 理工学術院, 教授
久保 隆徹  筑波大学, 数理物質系, 講師
松江 要  九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 助教
水口 信  早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員
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
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード精度保証付き数値計算 / 非線形放物型偏微分方程式 / 解の数値的検証 / 爆発問題 / ケラー・シーゲル方程式系 / 非線形発展方程式 / 数値解析
研究成果の概要

世の中の自然現象を数学問題にモデル化すると偏微分方程式と呼ばれる未知関数の微分に関する関係式が頻出する。これを数学的・数値的に解いて未知関数を特定することが自然科学の分野での研究対象となる。本研究では、固体燃料の燃焼理論や生物増殖の数理モデルなどで現れる非線形放物型方程式と呼ばれる偏微分方程式のクラスに対して、その初期値境界値問題の解が数値計算で得られた近似解の近傍に存在する、あるいは存在しない事を、数値計算によって証明する計算機援用手法を開発した。これは精度保証付き数値計算と呼ばれ、微分方程式の数学解析に対する現代的なアプローチとして注目を集めている。

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

    (49件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (40件) (うち国際学会 13件、 招待講演 14件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Accurate method of verified computing for solutions of semilinear heat equations2017

    • 著者名/発表者名
      A. Takayasu, M. Mizuguchi, T. Kubo, and S. Oishi
    • 雑誌名

      Reliable computing

      巻: 25 ページ: 74-99

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A method of verified computations for solutions to semilinear parabolic equations using semigroup theory2017

    • 著者名/発表者名
      M. Mizuguchi, A. Takayasu, T. Kubo, and S. Oishi
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Numerical Analysis

      巻: 55:2 号: 2 ページ: 980-1001

    • DOI

      10.1137/141001664

    • NAID

      120007129016

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical verification for existence of a global-in-time solution to semilinear parabolic equations2017

    • 著者名/発表者名
      M. Mizuguchi, A. Takayasu, T. Kubo, and S. Oishi
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics

      巻: 315 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1016/j.cam.2016.10.024

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical validation of blow-up solutions of ordinary differential equations2017

    • 著者名/発表者名
      A. Takayasu, K. Matsue, Kaname, T. Sasaki, K. Tanaka, M.Mizuguchi and S. Oishi
    • 雑誌名

      J. Comput. Appl. Math.

      巻: 314 ページ: 10-29

    • DOI

      10.1016/j.cam.2016.10.013

    • NAID

      120007135196

    • 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
  • [雑誌論文] On the embedding constant of the Sobolev type inequality for fractional derivatives2016

    • 著者名/発表者名
      Makoto Mizuguchi, Akitoshi Takayasu, Takayuki Kubo, and Shin'ichi Oishi
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 7 号: 3 ページ: 386-394

    • DOI

      10.1587/nolta.7.386

    • NAID

      130005161829

    • ISSN
      2185-4106
    • 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
  • [雑誌論文] Verified Computations for Hyperbolic 3-Manifolds2016

    • 著者名/発表者名
      Neil Hoffman, Kazuhiro Ichihara, Masahide Kashiwagi, Hidetoshi Masai, Shin’ichi Oishi, Akitoshi Takayasu
    • 雑誌名

      Experimental Mathematics

      巻: 25 号: 1 ページ: 66-78

    • DOI

      10.1080/10586458.2015.1029599

    • 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] Verified Computations for Solutions to Semilinear Parabolic Equations Using the Evolution Operator2016

    • 著者名/発表者名
      A. Takayasu, M. Mizuguchi, T. Kubo, and S. Oishi
    • 雑誌名

      Mathematical Aspects of Computer and Information Sciences, Vo. 9582 of the series LNCS

      巻: 9582 ページ: 218-223

    • DOI

      10.1007/978-3-319-32859-1_18

    • ISBN
      9783319328584, 9783319328591
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the embedding constant of the Sobolev type inequality for fractional derivatives2016

    • 著者名/発表者名
      M. Mizuguchi, A. Takayasu, T. Kubo, and S. Oishi
    • 雑誌名

      NOLTA, IEICE

      巻: -

    • NAID

      130005161829

    • 関連する報告書
      2015 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
  • [学会発表] 半群理論を利用する発展方程式に対する解の精度保証付き数値計算2018

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      日本数学会2018年度年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非線形熱方程式の複素時間変数における解の挙動とその精度保証付き数値計算について2018

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      2018年軽井沢グラフと解析研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Numerical validation of blow-up solutions via quasi-parabolic compactifications2017

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Takayasu, Kaname Matsue
    • 学会等名
      The International Workshop on Numerical Verification and its Applications 2017 (INVA 2017)
    • 発表場所
      HOTEL BREEZE BAY MARINA (Miyako-jima, Okinawa, Japan)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スペクトル法を用いた変数係数1次元移流方程式の精度保証付き解法2017

    • 著者名/発表者名
      尹授老, 高安亮紀
    • 学会等名
      日本応用数理学会2017年 研究部会連合発表会
    • 発表場所
      電気通信大学(東京都調布市)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 放物型方程式の初期値問題に対する精度保証付き数値計算法について2017

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      非線形現象と高精度高品質数値解析
    • 発表場所
      富山大学 五福キャンパス(富山県富山市)
    • 年月日
      2017-02-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 擬斉次コンパクト化を利用する爆発解の精度保証付き数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀, 松江要
    • 学会等名
      2017年度応用数学合同研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 非線形熱方程式の複素時間における解の挙動と精度保証付き数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      第1回 精度保証付き数値計算の実問題への応用研究集会 (NVR 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Verified computations for solutions to 1-dimensional advection equations with variable coefficients2017

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Takayasu
    • 学会等名
      Dagstuhl Seminar 17481
    • 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] 常微分方程式系に対する爆発解の精度保証付き数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      東大数理情報第3研究室輪講
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 擬斉次コンパクト化を利用する爆発解の数値的検証理論と応用2017

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      筑波大学エネルギー環境学域懇談会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 点列空間上での変数係数1次元移流方程式に対する解の精度保証付き数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      尹授老, 高安亮紀, 遠藤靖典
    • 学会等名
      日本応用数理学会2017年度年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Rigorous numerical computations for 1-dimensional advection equations with variable coefficients2017

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Takayasu
    • 学会等名
      Workshop for young scholars Control and inverse problems on waves, oscillations and flows - Mathematical analysis and computational methods -
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fourier-Chebyshevスペクトル法を用いた変数係数1次元移流方程式の精度保証付き解法2017

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀, 尹授老, 遠藤靖典
    • 学会等名
      第46回数値解析シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 非線形方程式に対する解の精度保証付き数値計算2016

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      日本応用数理学会3部会連携「応用数理セミナー」
    • 発表場所
      東京大学 本郷キャンパス(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-12-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 時間発展問題の精度保証付き数値計算に現れる誤差伝搬の縮小技術2016

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀, 水口信, 久保隆徹, 大石進一
    • 学会等名
      2016年度応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      龍谷大学 瀬田キャンパス(滋賀県大津市)
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 常微分方程式の爆発解に対する数値的検証法2016

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      日本学術会議 第6回 計算力学シンポジウム
    • 発表場所
      日本学術会議講堂(東京都港区)
    • 年月日
      2016-12-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放物型方程式に対する解の精度保証付き数値計算法について2016

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀, 水口信, 久保隆徹, 大石進一
    • 学会等名
      SADO Workshop on Numerical Analysis and Related Topics
    • 発表場所
      ホテルファミリーオ佐渡相川(新潟県佐渡市)
    • 年月日
      2016-11-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Computable norm bounds of the evolution operator using spectral properties2016

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Takayasu, Makoto Mizuguchi, Takayuki Kubo, Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      The 35th JSST Annual Conference International Conference on Simulation Technology (JSST2016)
    • 発表場所
      Kyoto University Yoshida Campus (Kyoto, Japan)
    • 年月日
      2016-10-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 発展作用素に基づく非線形熱方程式に対する解の精度保証付き数値計算法2016

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      東京理科大学 理工学部数学科 談話会
    • 発表場所
      東京理科大学 野田キャンパス(千葉県野田市)
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On verification methods for parabolic partial differential equations using the evolution operator2016

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Takayasu, Makoto Mizuguchi, Takayuki Kubo, Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      the 17th International Symposium on Scientific Computing, Computer Arithmetics and Verified Numerics (SCAN 2016)
    • 発表場所
      Uppsala, Sweden
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Verified numerical computations for blow-up solutions of ODEs2016

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Takayasu, Kaname Matsue, Takiko Sasaki, Kazuaki Tanaka, Makoto Mizuguchi, Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      the 17th International Symposium on Scientific Computing, Computer Arithmetics and Verified Numerics (SCAN 2016)
    • 発表場所
      Uppsala, Sweden
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computable estimates of the evolution operator based on the operator theory2016

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Takayasu, Makoto Mizuguchi, Takayuki Kubo, Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      Czech-Japanese-Polish Seminar in Applied Mathematics 2016 (CJPS 2016)
    • 発表場所
      Krakow, Polland
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Verification algorithm for enclosing a mild solution of semilinear heat equations2016

    • 著者名/発表者名
      Makoto Mizuguchi, Kouta Sekine, Akitoshi Takayasu, Takayuki Kubo, Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      The fifth Asian conference on Nonlinear Analysis and Optimization (NAO-Asia 2016)
    • 発表場所
      TOKI MESSE (Niigata, Japan)
    • 年月日
      2016-08-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Concatenation scheme for verified inclusion of solutions to semilinear heat equations2016

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Takayasu, Makoto Mizuguchi, Takayuki Kubo, Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      The fifth Asian conference on Nonlinear Analysis and Optimization (NAO-Asia 2016)
    • 発表場所
      TOKI MESSE (Niigata, Japan)
    • 年月日
      2016-08-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Verified Computations for Solutions to Nonlinear Heat Equations Based on Fractional Powers of a Positive Operator and the Evolution Operator2016

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Takayasu, Makoto Mizuguchi, Takayuki Kubo, Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      5th European Seminar on Computing (ESCO 2016)
    • 発表場所
      Pilsen, Czech Republic
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Verified Computations for Solutions to Nonlinear Heat Equations based on Fractional Powers of a Positive Operator and the Evolution Operator2016

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Takayasu, Makoto Mizuguchi, Takayuki Kubo, Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      5th European Seminar on Computing (ESCO 2016)
    • 発表場所
      Pilsen, Czech Republic
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 間違える数値計算とその対策2016

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      第144回リスク工学研究会(RERM)
    • 発表場所
      筑波大学 筑波キャンパス(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-05-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 重み付きラプラス作用素の分数べきに対する計算可能なソボレフの埋め込み定数2016

    • 著者名/発表者名
      水口信, 高安亮紀, 久保隆徹, 大石進一
    • 学会等名
      日本数学会2016年度年会
    • 発表場所
      筑波大学 筑波キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 正値作用素の分数冪と発展作用素を用いる非線形熱方程式に対する解の精度保証付き数値計算法2016

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀, 水口信, 久保隆徹, 大石進一
    • 学会等名
      日本数学会2016年度年会
    • 発表場所
      筑波大学 筑波キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 常微分方程式の爆発解に対する数値的検証法について2016

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      応用数学セミナー@芝浦工大「爆発問題の数値解析」
    • 発表場所
      芝浦工業大学大宮キャンパス
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放物面コンパクト化を用いる常微分方程式の爆発解の数値的検証法2016

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀, 松江要, 佐々木多希子, 田中一成, 水口信, 大石進一
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2016年研究部会連合発表会
    • 発表場所
      神戸学院大学 ポートアイランドキャンパス
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 発展作用素を用いた半線形放物型方程式に対する解の精度保証付き数値計算法2015

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀, 水口信, 久保隆徹, 大石進一
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所RIMS研究集会「現象解明に向けた数値解析学の新展開」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Verified computations for solutions to semilinear parabolic equations using the evolution operator2015

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Takayasu, Makoto Mizuguchi, Takayuki Kubo, Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      Sixth International Conference on Mathematical Aspects of Computer and Information Sciences (MACIS2015)
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical existence theorem for solutions of semilinear parabolic equations using the evolution operator2015

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Takayasu, Makoto Mizuguchi, Takayuki Kubo, Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      The 34th JSST Annual Conference International Conference on Simulation Technology (JSST2015)
    • 発表場所
      Toyama, Japan
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Verified computations for solutions of semilinear heat equations using an analytic semigroup generated by a self-adjoint operator2015

    • 著者名/発表者名
      Makoto Mizuguchi, Kouta Sekine, Akitoshi Takayasu, Takayuki Kubo, Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      The 34th JSST Annual Conference International Conference on Simulation Technology (JSST2015)
    • 発表場所
      Toyama, Japan
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Verified numerical enclosure of blow-up time for ODEs2015

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀, 松江要, 佐々木多希子, 田中一成, 水口信, 大石進一
    • 学会等名
      日本数学会2015年度秋季総合分科会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ある自己共役作用素から生成される解析半群を用いた半線形熱方程式の解の数値的検証法2015

    • 著者名/発表者名
      水口信, 関根晃太, 高安亮紀, 久保隆徹, 大石進一
    • 学会等名
      日本応用数理学会2015年度年会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 常微分方程式の爆発解に対する精度保証付き数値計算2015

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀, 松江要, 佐々木多希子, 田中一成, 水口信, 大石進一
    • 学会等名
      日本応用数理学会2015年度年会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 常微分方程式の解の爆発時刻に対する精度保証付き数値計算2015

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀, 松江要, 佐々木多希子, 田中一成, 水口信, 大石進一
    • 学会等名
      第44回数値解析シンポジウム
    • 発表場所
      山梨県甲府市
    • 年月日
      2015-06-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 解析半群を利用した半線形放物型方程式に対する解の精度保証付き数値計算法2015

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      数値解析セミナー
    • 発表場所
      東京大学 駒場キャンパス
    • 年月日
      2015-04-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] HIKMOT

    • URL

      http://www.oishi.info.waseda.ac.jp/~takayasu/hikmot/

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi