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有限要素解の事後誤差評価手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16540096
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関東京大学

研究代表者

菊地 文雄  東京大学, 大学院数理科学研究科, 教授 (40013734)

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
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2006年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2005年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード数値解析 / 有限要素法 / 事後誤差評価 / ハイパーサークル法 / 補間誤差定数 / 精度保証 / 混合法・非適合法 / 数値実験 / 混合法 / 誤差定数
研究概要

本研究は,有限要素法の事後誤差評価に関するもので,下記のような成果と知見を得た。
1.ハイパーサークル法に基づく事後誤差評価手法の研究:ポアッソン方程式の境界値問題について,標記の事後誤差評価手法の解析,混合法や関連手法の開発と利用,数値実験による検討・検証を実施し,関連論文は別記のとおり掲載された。本手法の最大の特徴は,誤差評価式に現れる正定数が皆無または極めて少ないことだが,反面,適用範囲は限定されることが判明したので,その点に留意して板曲げや電磁場等について,さらに可能性を追求した。また,非適合要素についても,拡張法を探っている。
2.補間誤差定数の値の決定・上下界評価の研究:事前および事後誤差評価には,補間誤差定数など各種の正定数が現れるので,定量的な誤差解析には,この種の定数の決定・上下界評価が必要である。適合1次三角形有限要素の解析に加え,非適合1次三角形要素についても研究を実施している。成果の一部は国際学術論文誌に印刷公表され,発展成果の一部がまもなく別の国際誌に印刷公表される。また,非適合要素に対する成果は,国内の研究集会,年会などで口頭発表されている。
3.電磁場有限要素の開発・改良・解析:1,2に関連する課題として,電磁場問題の有限要素の研究も進行中で,四辺形要素に関する国際共同研究が国際誌に印刷公表された。軸対称形状での有限要素法に関する成果を,国内および国際研究集会で口頭発表済みで,さらに研究を展開中である。
4.板曲げ要素の解析・数値実験:これも関連する課題で,平板曲げ要素の研究も進展中である。横剪断力の評価法について国際会議で口頭発表し,さらに深化させるべく解析を進めている。
5.不連続ガレルキン法の考察:新しい課題として,近年海外で盛んに研究されている不連続ガレルキン法に関して,事後誤差評価手法の研究を開始している。上記1に挙げた非適合要素法は,その古典的な例でもあるので,これを一つの起点として探索している。

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

    (17件)

すべて 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (14件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Remarks on a posteriori error estimation for finite element solutions2007

    • 著者名/発表者名
      菊地 文雄, 斎藤 広宣
    • 雑誌名

      Journal of Compulational and Applied Mathematics 199・2

      ページ: 329-336

    • 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] Remarks on a posteriori error estimation for finite element solutions2007

    • 著者名/発表者名
      F.Kikuchi, H.Saito
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics 199-2

      ページ: 329-336

    • 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] Estimation of interpolation error constants for the P_0 and P_1 triangular finite elements2007

    • 著者名/発表者名
      F.Kikuchi, X.Liu
    • 雑誌名

      Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering (in press)

    • 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] Remarks on a posteriori error estimation for finite element solutions2007

    • 著者名/発表者名
      菊地 文雄, 斎藤 広宣
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics 199・2

      ページ: 329-336

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Determination of Babuska-Aziz constant for the linear triangular finite element2006

    • 著者名/発表者名
      菊地文雄, 劉雪峰
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics 23・1

      ページ: 75-82

    • NAID

      10018138697

    • 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] Edge element computation of Maxwell's eigenvalues on general quadrilateral meshes2006

    • 著者名/発表者名
      D.Boffi, F.Kikuchi, J.Schoberl
    • 雑誌名

      Mathematical Models and Methods in Applied Sciences 16・2

      ページ: 265-273

    • 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] Determination of Babuska-Aziz constant for the linear triangular finite element2006

    • 著者名/発表者名
      F.Kikuchi, X.Liu
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics 23-1

      ページ: 75-82

    • NAID

      10018138697

    • 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] Edge element computation of Maxwell's eigenvalues on general quadrilateral meshes2006

    • 著者名/発表者名
      D.Boffi, F.Kikuchi, J.Schoberl
    • 雑誌名

      Mathematical Models and Methods in Applied Sciences 16-2

      ページ: 265-273

    • 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] Determination of Babuska-Aziz constant for the linear triangular finite element2006

    • 著者名/発表者名
      F, Kikuchi(菊地文雄)ら3名
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics 23・1

      ページ: 75-82

    • NAID

      10018138697

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Edge element computation of Maxwell's eigenvalues on general quadrilateral meshes2006

    • 著者名/発表者名
      D.Boffiら3名
    • 雑誌名

      Mathematical Models and Methods in Applied Sciences 16・2

      ページ: 265-273

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Reissner-Mindlin extensions of Kirchhoff elements for plate bending2005

    • 著者名/発表者名
      菊地文雄, 石井恵三, 高橋秀行
    • 雑誌名

      International Journal of Computational Methods 2・1

      ページ: 127-147

    • 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] Reissner-Mindlin extensions of Kirchhoff elements for plate bending2005

    • 著者名/発表者名
      F.Kikuchi, K.Ishii, H.Takahashi
    • 雑誌名

      International Journal of Computational Methods 2-1

      ページ: 127-147

    • 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] Reissner-Mindlin extensions of Kirchhoff elements for plate bending2005

    • 著者名/発表者名
      菊地文雄
    • 雑誌名

      International Journal of Computational Methods 2・1

      ページ: 1-21

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Estimation of interpolation crror constants for the P_0 and P_1 triangular finite elements

    • 著者名/発表者名
      菊地文雄, 劉雪峰
    • 雑誌名

      Computer Methods in Applied Mechanies and Engineering (印刷中)

    • 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
  • [図書] 岩波 数学辞典 第4版2007

    • 著者名/発表者名
      日本数学会(編)の一部項目を菊地文雄が執筆
    • 総ページ数
      1976
    • 出版者
      岩波書店
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 応用数学ハンドブック2005

    • 著者名/発表者名
      藤原毅夫ら4名編, (菊地は20章の"有限要素法"の一部を執筆)
    • 総ページ数
      716
    • 出版者
      丸首株式会社
    • 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
  • [図書] 応用数学ハンドブック2005

    • 著者名/発表者名
      藤原毅夫ら4名
    • 総ページ数
      716
    • 出版者
      丸善株式会社
    • 関連する報告書
      2005 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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