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自由境界問題の離散化手法の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 16654024
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関九州大学

研究代表者

木村 正人  九州大学, 大学院数理学研究院, 助教授 (70263358)

研究分担者 小川 卓克  東北大学, 大学院理学研究科, 教授 (20224107)
中木 達幸  広島大学, 総合科学部, 教授 (50172284)
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
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードエネルギー解放率 / 自由境界問題 / アダプティブメッシュ有限要素法 / 非局所放物形方程式 / 解の爆発 / 退化放物形方程式 / 多孔質媒体流 / 渦点の緩和振動 / 固有値問題 / 境界遷移層 / BMOアルゴリズム / シグマ模型 / 渦点 / 数値計算 / 移動境界問題 / 自由境界の離散化手法 / Stefan問題 / 平均曲率流問題 / 界面ダイナミクス
研究概要

今年度得られた主たる結果は以下のものである.
1.破壊力学における亀裂進展力となるエネルギー解放率について,Lipschitz連続な領域写像を用いてその数学的定式化を行った.更に,Frechet微分・Banach空間における抽象的パラメータ付き変分問題の一般論とLax-Milgramの定理の応用としてその領域積分表現を得た.それにより見通しのよい数学的枠組みが構築され,より弱い条件への精密化・高階エネルギー微分への拡張が得られた.(木村)
2.いくつかの自由境界問題及びパターン形成問題に対して,その数値シミュレーションと数学解析の手法の開発を行った.取り扱った問題は,流れ下における最短時間経路問題に対するマーカー粒子法の基礎付け,反応拡散系に現れるパターンダイナミクスに対するアダプティブメッシュ有限要素法の応用,などである.(木村)
3.鉄磁性体の2次元ising型spinモデル(シグマ模型)に対する連続体近似を考え,特異性の発生について考察した.(小川)
4.重力自己崩壊に関連する半線形熱方程式系の解の時間大域的存在と解の一様有界性について,球対称の解に限定して,初期条件を閾値となる8πより小さい初期値から時間大域的な有界な解が存在してなめらかに成ることを示した.(小川)
5.多孔質媒体中の流体に現れる自由境界問題の離散化として,特異極限を使った方法があり,自由境界を自然に扱うことができる.スケール変換の普遍性の手法をもとに,数値実験で絞られた候補の妥当性について検討した.(中木)
6.流体のある種の自由境界を離散的に記述する方法として,多数の渦点による近似が知られている.この渦点問題に対して,まず少数の渦点の挙動について研究した.その結果,7個の場合に緩和振動を起こすことを見つけ,数学的な証明を行った.(中木)

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (14件)

  • [雑誌論文] Stable marker-particle method for the Voronoi diagram in a flow field2007

    • 著者名/発表者名
      T.Nishida, K.Sugihara, M.Kimura
    • 雑誌名

      J. Comp. Appl. Math. (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 7個の渦点における緩和振動2007

    • 著者名/発表者名
      中木達幸
    • 雑誌名

      第56回理論応用力学講演会講演論文集

      ページ: 265-266

    • NAID

      130004603623

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 亀裂進展に伴うエネルギー解放率の数学解析に関する再考察2006

    • 著者名/発表者名
      木村正人, 若野功
    • 雑誌名

      日本応用数理学会論文誌 16・3

      ページ: 345-358

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Adaptive mesh finite element method for pattern dynamics in reaction-diffusion systems2006

    • 著者名/発表者名
      M.Kimura et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Czech-Japanese Seminar in Applied Mathematics 2005

      ページ: 56-68

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The uniform boundedness of the radial solution for drift-diffusion system2006

    • 著者名/発表者名
      M.Kurokiba, T.Nagai, T.Ogawa
    • 雑誌名

      Comm. Pure Appl. Anal. 5

      ページ: 97-106

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Decay and asymptotic behavior of a solution of the Keller-Segel system of degenerated and non-degenerated type2006

    • 著者名/発表者名
      T.Ogawa
    • 雑誌名

      Banach Center Publ. 74

      ページ: 161-184

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Ferromagnetic spin modell and the Schrodinger map on two dimensions2006

    • 著者名/発表者名
      T.Ogawa
    • 雑誌名

      GAKUTO Internatinal Ser.Math.Sci.Appl. (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 緩和振動を伴う渦点の数値解について2006

    • 著者名/発表者名
      中木達幸
    • 雑誌名

      理論応用力学講演会講演論文集 Vol.55

      ページ: 381-382

    • NAID

      130005020334

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 速い移流を持つStrum-Liouville問題の第1固有値の精密な漸近挙2005

    • 著者名/発表者名
      木村正人, 永田真一
    • 雑誌名

      日本応用数理学会論文誌 Vol.15,No.3

      ページ: 209-220

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Stability analysis for Allen-Cahn type equation associated with the total variation energy2005

    • 著者名/発表者名
      K.Shirakawa, M.Kimura
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis Vol.60,No.2

      ページ: 257-282

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Convergence of the approximation scheme of the motion by mean curvature in the Bence-Merriman-Osher algorithm2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Goto, K.Ishii, T.Ogawa
    • 雑誌名

      Comm.Pure Appl.Anal. Vol.4

      ページ: 311-339

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Convergence of the approximation scheme of the motion by mean curvature in the Bence-Merriman-Osher algorithm2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Goto, K.Ishii, T.Ogawa
    • 雑誌名

      Comm.Pure Appl.Anal. (to appear)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Stability analysis for Allen-Cahn type equation associated with the total variation energy2005

    • 著者名/発表者名
      K.Shirakawa, M.Kimura
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis (to appear)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A numerical method to Stefan problems and its application to the flow through porous media2004

    • 著者名/発表者名
      T.Nakaki, H.Murakawa
    • 雑誌名

      Proceedings of 4^<th> European Congress on Computational Methods 2(CD-ROM)

    • 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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