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大規模移流拡散系理論の新展開と数値計算の検証解析

研究課題

研究課題/領域番号 16340042
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 基礎解析学
研究機関中央大学

研究代表者

大春 慎之助 (大春 愼之助)  中央大学, 理工学部, 教授 (40063721)

研究分担者 劔持 信幸 (劒持 信幸 / 剣持 信幸)  千葉大学, 教育学部, 教授 (00033887)
愛木 豊彦  岐阜大学, 教育学部, 助教授 (90231745)
柴田 良弘  早稲田大学, 理工学部, 教授 (50114088)
鈴木 厚  九州大学, 大学院数理学研究院, 助手 (60284155)
松本 敏隆  広島大学, 大学院理学研究科, 助手 (20229561)
八木 厚志  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70116119)
松浦 義則  広島市立大学, 情報科学部, 助手 (80285436)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
10,400千円 (直接経費: 10,400千円)
2006年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2005年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2004年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワード発展作用素 / 移流反応拡散系 / 非線形現象の数学的モデル / 解析的半群の非線形摂動 / 多成分混相流体 / 数値流体モデル / 数値シミュレーション / 数値計算の検証解析 / 非線形現象の数学モデル / 近似可解性 / 数値計算法 / 半陰的積公式 / 両性人口モデル / 時間依存の発展系 / 積公式 / 非線形摂動
研究概要

1、多成分混相流体の研究
多成分混相流体の典型例である環境流体を対象とした。流体の方程式を基礎とし、流体中に化学反応を伴う物質が混入しているとして、保存則と合わせて環境流体の連続モデルと、これに適合する数値モデルを定式化した。研究成果を環境流体中の動態解析と数値シミュレーションに適用し、実際の現象の観測結果に適合する結果を得た。
2、環境流体中の物体周りの流れ解析
環境流体の数学モデルとして移流反応拡散系に対する新しい数値計算法を提案した。これを流体中に立てた円柱周りの流れ解析に適用した。この結果は環境科学に現れる様々な問題に適用できる新しい知見である。さらに複雑地形上の環境流体の流れ解析を行った。
3、積分化半群に対する時間依存の非線形摂動
時間依存の半線形発展方程式を非線形発展作用素の立揚から検討した。この研究では、半線形発展方程式が弱解を与える発展作用素の生成定理を与えた。また、摂動が時間に依存しない場合に半群が生成されるための半線形生成作用素による特徴付け定理を与えた。
4、HIV感染過程とエイズ治療への数理的接近
偏微分作用素はHIVウイルスの移流拡散過程を表現し、非線形反応項はHIVウイルスと免疫反応を表すHIV感染モデルは、生理学的知見に基づく境界条件を伴う大規模移流拡散系として定式化される。この数学モデルは半線形発展方程式の生成定理が適用される重要なモデルであり、また近似可解性定理も適用できることから安定な数値モデルが得られることが示された。
5、解析的半群の時間に依存する非線形摂動
この研究は、解析的半群の時間に依存する非線形摂動の一般理論と大規模移流反応拡散系への応用に関するものである。主目的は、半線形発展方程式が弱解を持つための非線形発展作用素の生成定理を証明することである。得られた成果を従来未解決であった骨改造の複雑な物理現象を記述する数学モデルに応用した。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (18件)

  • [雑誌論文] Computation of Air Flows and Motion of Environmental Pollutants over Complex Geographical Topographies2007

    • 著者名/発表者名
      T.Arima, Y.Matsuura, S.Oharu
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics 204

      ページ: 187-196

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Size-structured plant population models and harvesting problems2007

    • 著者名/発表者名
      N.Kato, S.Oharu, K.Shitaoka
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics 204

      ページ: 114-123

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A mathematical approach to HIV Infection Model2007

    • 著者名/発表者名
      A.Ida, S.Oharu, Y.Oharu
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics 204

      ページ: 172-186

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Computation of air flows and motion of environmental pollutants over complex geographical topographies2007

    • 著者名/発表者名
      T.Arima, Y.Matsuura, S.Oharu
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics 204

      ページ: 187-196

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A mathemaical approach to HIV Infection Model2007

    • 著者名/発表者名
      A.Ida, S.Oharu, Y.Oharu
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics 204

      ページ: 172-186

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Decay properties of the Stokes semigroup in exterior domain with Neumann condition2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Shibata, S.Shimizu
    • 雑誌名

      Journal of the Mathematical Society of Japan 59

      ページ: 1-35

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Parabolic systems with the unknown dependent constraints arising in phase transitions.2006

    • 著者名/発表者名
      M.Aso, M.Fremond, N.Kenmochi
    • 雑誌名

      Internal Series of Numerical Mathematics 154

      ページ: 45-54

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Damag problems for viscous locking materials2006

    • 著者名/発表者名
      M.Fremond, N.Kenmochi
    • 雑誌名

      Advance in Mathematical Sciences and Appllications 16

      ページ: 697-716

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Computation of air flows and motion of environmental pollutants over complex geographical topographies2006

    • 著者名/発表者名
      T.Arima, Y.Matsuura, S.Oharu
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics (刊行予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Size-structured plant population models and harvesting problems2006

    • 著者名/発表者名
      N.Kato, S.Oharu, K.Shitaoka
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics (刊行予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A mathematical approach to HIV infection dynamics2006

    • 著者名/発表者名
      A.Ida, S.Oharu, Y.Oharu
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics (刊行予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Locally relatively continuous perturbations of analytic semigroups and their associated evolution equations.2005

    • 著者名/発表者名
      S.Oharu, D.Tebbs
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Mathematics 31・1

      ページ: 97-129

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical methods for fluid flow analysis around structures in environmental fluids2005

    • 著者名/発表者名
      T.Arima, S.Oharu
    • 雑誌名

      Advances in Mathematical Sciences and Applications 15・1

      ページ: 363-393

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書 2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Locally relatively continuous perturbations of analytic semigroups and their associated evolution equations2005

    • 著者名/発表者名
      S.Oharu, D.Tebbs
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Mathematics 31・1

      ページ: 97-129

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Locally relatively continuous perturbations of analytic semigroups and their associated evolution equations2005

    • 著者名/発表者名
      S.Oharu, D.Tebbs
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Mathematics 31・1(掲載決定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Time-dependent nonlinear perturbations of analytic and integrated semigroups, in Nonlinear Partial Differential Equations and Their Applications2004

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto, S.Oharu, N.Tanaka
    • 雑誌名

      GAKUTO International Series 20

      ページ: 430-449

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A time-dependent product formula and its application to HIV infection model2004

    • 著者名/発表者名
      S.Oharu, D.Tebbs
    • 雑誌名

      Advances in Mathematical Sciences and Applications 14・1

      ページ: 251-264

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A time-dependent product formula and its application to HIV infection model2004

    • 著者名/発表者名
      S.Oharu, D.Tebbs
    • 雑誌名

      Advances in Mathematical Sciences and Applications 14・1(掲載決定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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