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偏微分方程式の逆問題のインバージョンに関する数学的厳密性と実用可能性の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K21766
研究種目

国際共同研究加速基金(帰国発展研究)

配分区分基金
研究分野 数学解析
研究機関北海道大学

研究代表者

中村 玄  北海道大学, 名誉教授 (50118535)

研究分担者 本多 尚文  北海道大学, 理学研究院, 教授 (00238817)
笹山 智司  北海道大学, 理学研究院, 学術研究員 (70431301)
研究期間 (年度) 2016 – 2018
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
キーワードサーモグラフィー / 光トモグラフィー / バイブロサイス地盤解析法 / MRE / ヘルムホルツ分解非整数階時間微分拡散方程式 / 一意接続定理 / interior transmission problem / グリーン関数 / 適切性 / 非等方弾性方程式 / 係数決定逆問題 / 横等方弾性方程式 / 斜方晶系型弾性方程式 / 線形サンプリング法 / 蛍光分子イメージング / インバージョン法 / 空洞同定 / 拡散方程式 / 熱流束 / linear sampling method / dynamical probe method / PVS
研究実績の概要

能動的サーモグラフィー, 光及び蛍光光トモグラフィー, バイブロサイス地盤解析法, MREやPVSのデータ解析法など幾つかの非破壊検査法に対する数学的にロジカルなインバージョン法の確立とその周辺研究を行い, 次の成果をあげた.
1)拡散方程式に対するinterior transmission problemのGreen関数の構成とその逆問題への応用
2)小介在物同定光トモグラフィー法に対するMUSIC法の確立
3)蛍光光トモグラフィーの数値的に有効なインバージョン法(有効なinitial guessの探索法)の研究
4)MREデータ解析のモデル方程式であるスカラーモデル方程式に対するLM法の収束性証明
5)定常均質等方弾性方程式に対する3つのスカラー関数だけで表現される特殊なヘルムホルツ分解の完全性の証明とそのPVS逆問題への応用
6)区分的に解析的な静・動非等方弾性方程式の境界値問題に対する一意性(バイブロサイス地盤解析法の数学的正当化)の証明
7)非整数階時間微分を持つ拡散方程式に対する一意接続定理の証明

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (15件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 15件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] 国立台北大学/国立成功大学(Taiwan)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 東南大学/上海財経大学(China)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Rice Univ./Rutgers Univ.(U.S.A.)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Linz Univ.(Austria)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Crete Univ.(Greece)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] National Cheng Kung Univ.(Taiwan)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Southeast Univ.(China)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Univ. of Washington/Rice Univ.(U.S.A.)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Univ. of Lille(France)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Rice Univ.(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Southeast Univ.(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Inha Univ.(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Natl. Cheng Kung Univ.(台湾)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Grenoble Ales Univ.(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Convergence of Levenberg-Marquardt method for the inverse problem with an interior measurement2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Jiang, G. Nakamura
    • 雑誌名

      J. Inverse Ⅲ-Posed Probl.

      巻: 27 ページ: 195-215

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Strong unique continuation for two-dimensional anisotropic elliptic systems2019

    • 著者名/発表者名
      R. Kuan, G. Nakamura, S. Satoshi
    • 雑誌名

      Proc. Amer. Math. Soc.

      巻: 147 ページ: 2171-2183

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Solvability of interior transmission problem for the diffusion equation by constructing its Green function2019

    • 著者名/発表者名
      G. Nakamura and H. Wang
    • 雑誌名

      Journal of Inverse and Ⅲ-Posed Problems

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Completeness of Representation of Solutions for Stationary Homogeneous Isotropic Elastic/Viscoelastic Systems2019

    • 著者名/発表者名
      J. Eom and G. Nakamura
    • 雑誌名

      Quarterly of Applied Mathematics

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the perturbation of Bleustein-Gulyaev waves in piezoelectric media2019

    • 著者名/発表者名
      G. Nakamura, K. Tanuma and X. Xu
    • 雑誌名

      Mathematical Analysis of Continuum Mechanics and Industrial Applications Ⅲ-Proceedings of the international conference CoMFoS18

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Numerical simulations of magnetic resonance elastography using finite element analysis with a linear heterogeneous viscoelastic model2018

    • 著者名/発表者名
      S. Tomita, H. Suzuki, I. Kajiwara, G. Nakamura, Y. Jiang, M. Suga, T. Obata and S. Tadano
    • 雑誌名

      J. Vis.

      巻: 21 ページ: 133-145

    • NAID

      120006383831

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Uniqueness in the inverse boundary value problem for piecewise homogeneous anisotropic elasticity2018

    • 著者名/発表者名
      C. Cârstea, N. Honda, G. Nakamura
    • 雑誌名

      SIAM J. Math. Anal.

      巻: 50 ページ: 3291-3302

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unique continuation property for multi-terms time fractional diffusion equations2018

    • 著者名/発表者名
      C-L. Lin and G. Nakamura
    • 雑誌名

      Math. Ann.

      巻: 373 号: 3-4 ページ: 929-952

    • DOI

      10.1007/s00208-018-1710-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the Algebraic Study of Asymptotics2018

    • 著者名/発表者名
      N. Honda and L. Prelli
    • 雑誌名

      Springer Proceedings in Mathematics & Statistics

      巻: 256 ページ: 227-238

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Laplace hyperfunctions in several variables2018

    • 著者名/発表者名
      N. Honda and K. Umeta
    • 雑誌名

      Journal of the Mathematical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 111-139

    • NAID

      130006334097

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical simulations of magnetic resonance elastography using finite element analysis with a linear heterogeneous viscoelastic model2018

    • 著者名/発表者名
      Sunao Tomita, Hayato Suzuki, Itsuro Kajiwara, Gen Nakamura, Yu Jiang, Mikio Suga, Takayuki Obata and Shigeru Tadano
    • 雑誌名

      J. Vis

      巻: 21 ページ: 133-145

    • NAID

      120006383831

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recovering the boundary corrosion from electrical potential distribution using partial boundary data2017

    • 著者名/発表者名
      Jijun Liu and Gen Nakamura
    • 雑誌名

      Inverse Probl. Imaging

      巻: 11 ページ: 521-538

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reconstruction of Lame moduli and density at the boundary enabling directional elastic wavefield decomposition2017

    • 著者名/発表者名
      Maarten de Hoop, Gen Nakamura and Jian Zhai
    • 雑誌名

      SIAM J. Appl. Math.

      巻: 77 ページ: 520-536

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Numerical reconstruction of unknown Robin inclusions inside a heat conductor by a non-iterative method2017

    • 著者名/発表者名
      Gen Nakamura and Haibing Wang
    • 雑誌名

      Inverse Problems

      巻: 33 号: 5 ページ: 22-22

    • DOI

      10.1088/1361-6420/aa5fc0

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Boundary determination of the Lamé moduli for the isotropic elasticity system2017

    • 著者名/発表者名
      Yi-Hsuan Lin and Gen Nakamura
    • 雑誌名

      Inverse Problems

      巻: 33 号: 12 ページ: 23-23

    • DOI

      10.1088/1361-6420/aa942d

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Improved asymptotic analysis for dynamical probe method2016

    • 著者名/発表者名
      Y-G. Ji, K. Kim, G. Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of Inverse and I11-posed Problems

      巻: 24 ページ: 489-498

    • 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] Reconstruction of the shear modulus of viscoelastic systems in a thin cylinder : an inversion scheme and experiments2016

    • 著者名/発表者名
      J. Eom, H. Kang, G. Nakamura, Y-C. Wang
    • 雑誌名

      Inverse Problems

      巻: 32 ページ: 19-19

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Inverse boundary value problem for nonlinear wave equation2019

    • 著者名/発表者名
      Gen Nakamura
    • 学会等名
      RIMS共同研究「偏微分方程式に対する逆問題とその周辺」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Inverse boundary value problem for nonlinear wave equation2018

    • 著者名/発表者名
      Gen Nakamura
    • 学会等名
      9 th Internaltional Conference “Inverse Problems : Modeling & Simulation”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Inverse problem for anisotropic elasticity system2018

    • 著者名/発表者名
      Gen Nakamura
    • 学会等名
      Workshop on Qualitative and Quantitative Approaches to Inverse Scattering Problems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Inverse boundary value problem for anisotropic elasticity system2018

    • 著者名/発表者名
      Gen Nakamura
    • 学会等名
      International Conference on Inverse Problems 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 2次元4状態量子ウォークのレゾナンスとレゾナンスベクトル2018

    • 著者名/発表者名
      布田 徹, 船川 大樹, 笹山 智司, 鈴木 章斗
    • 学会等名
      2018年度応用数学合同研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Identification of elasticity tensor by boundary measurements2017

    • 著者名/発表者名
      Gen Nakamura
    • 学会等名
      MATH+X Symp. on Seismology and Inverse Problems
    • 発表場所
      Rice Univ., Houston, U.S.A
    • 年月日
      2017-01-19
    • 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] Identification of elasticity tensor by boundary measurements2017

    • 著者名/発表者名
      Gen Nakamura
    • 学会等名
      MATH+X Symposium on Seismology and Inverse Problem
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of elasticity tensor by boundary measurements2017

    • 著者名/発表者名
      Gen Nakamura
    • 学会等名
      International Conference AIP, Minisymposium : Inclusion detection methods in inverse problems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Unique continuation for anomalous diffusion equation2017

    • 著者名/発表者名
      Gen Nakamura
    • 学会等名
      International Conference AIP Minisymposium : Inverse problems for fractional diffusion equation
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Inverse boundary value problem for identifying elasticity tensor by boundary measurements2017

    • 著者名/発表者名
      Gen Nakamura
    • 学会等名
      International Conference Control Theory, Integral Geometry, and Inverse Problems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Uniqueness of inverse boundary value problem for dynamical anisotropic elasticity systems2017

    • 著者名/発表者名
      Gen Nakamura
    • 学会等名
      International Conference AANMPDE17
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Probe type method for acoustic wave equations with discontinuous coefficients2016

    • 著者名/発表者名
      Gen Nakamura
    • 学会等名
      Analysis and Numerics of Acoustic and Electromagnetic Problems
    • 発表場所
      RICAM, Linz, Austria
    • 年月日
      2016-10-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-10-04   更新日: 2022-08-19  

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