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諸数学分野の理論に基づく構造保存型数値解法の拡張

研究課題

研究課題/領域番号 16J03662
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 計算科学
研究機関東京大学

研究代表者

佐藤 峻  東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード微分代数方程式 / 構造保存数値解法 / 離散勾配法 / 混合微分 / 発展方程式 / 収束解析 / short pulse方程式 / sine-Gordon方程式 / 自己適合動的格子差分法
研究実績の概要

本年度は最終年度であったため,これまでの研究のブラッシュアップおよび取りまとめを行った.
昨年度までに研究し,研究報告書において報告した「short pulse方程式に対する自己適合動的格子差分法」,「混合微分を含む発展方程式に対する数値解法」,「Modified Hunter--Saxton 方程式に対する構造保存差分法の収束解析」に関して,投稿していた論文が今年度に採択された.
昨年度研究を開始し,研究報告書において報告した「微分代数方程式に対する離散勾配法」について,さらに研究を進めた上で論文を投稿した.また関連する内容に関して国内学会で発表した.この研究は,離散勾配法を微分代数方程式へ拡張したものである.離散勾配法とは,常微分方程式が保存量 (時間とともに変わらない量) あるいは散逸量 (時間とともに減少する量) をもつ場合に,これらの性質を継承した数値解法を構成する代表的な手法である.離散勾配法の枠組は常微分方程式に対しては非常によく整理されており,原理的には全ての保存/散逸量をもつ常微分方程式に対して適用できることが知られている.同様の手法は,個別の微分代数方程式 (常微分方程式の一種の拡張であり,拘束条件をもつ) に対しても適用されてきたが,枠組としては全く整備されていなかった.昨年度は,微分代数方程式における保存/散逸量の議論を整備したが,今年度は,指数1という比較的扱いやすい微分代数方程式に限定するものの,保存/散逸量を継承した離散化手法を構成した.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Texas Rio Grande Valley(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] On spatial discretization of evolutionary differential equations on the periodic domain with a mixed derivative2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Sato, Takayasu Matsuo
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics

      巻: 358 ページ: 221-240

    • DOI

      10.1016/j.cam.2019.03.021

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A robust numerical integrator for the short pulse equation near criticality2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Sato, Kazuhito Oguma, Takayasu Matsuo, Baofeng Feng
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics

      巻: 印刷中

    • 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] Linear gradient structures and discrete gradient methods for conservative/dissipative differential-algebraic equations2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Sato
    • 雑誌名

      arXiv e-prints

      巻: arXiv:1805.04824

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Stability and convergence of a conservative finite difference scheme for the modified Hunter?Saxton equation2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Sato
    • 雑誌名

      BIT Numerical Mathematics

      巻: 59 号: 1 ページ: 213-241

    • DOI

      10.1007/s10543-018-0726-9

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability and convergence of a conservative finite difference scheme for the modified Hunter--Saxton equation2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Sato
    • 雑誌名

      METR

      巻: 18-04

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] On spatial discretization of evolutionary differential equations on the periodic domain2017

    • 著者名/発表者名
      Shun Sato, Takayasu Matsuo
    • 雑誌名

      METR

      巻: 17-11

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] A novel discrete variational derivative method using ``average-difference methods''2016

    • 著者名/発表者名
      D. Furihata, S. Sato, T. Matsuo
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 8 号: 0 ページ: 81-84

    • DOI

      10.14495/jsiaml.8.81

    • NAID

      130005434752

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A self-adaptive moving mesh method for the short pulse equation via its hodograph link to the sine-Gordon equation2016

    • 著者名/発表者名
      Shun Sato, Kazuhito Oguma, Takayasu Matsuo, Baofeng Feng
    • 雑誌名

      METR

      巻: 16-13

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際共著
  • [学会発表] 微分代数方程式における2次以下の保存量に対する離散保存則について2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 峻
    • 学会等名
      第47回数値解析シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 微分代数方程式に対する離散勾配法の構築2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 峻
    • 学会等名
      日本応用数理学会2018年度年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Convergence analysis of a conservative finite difference scheme for the modified Hunter--Saxton equation2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Sato
    • 学会等名
      13th East Asian Section Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] modified Hunter--Saxton方程式に対する保存的数値解法と爆発現象の数値的観察2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 峻
    • 学会等名
      北陸応用数理研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Numerical and theoretical treatment of evolutionary differential equations with a mixed derivative2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Sato
    • 学会等名
      Workshop on recent progress in modern numerical analysis
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] modified Hunter--Saxton方程式に対する差分法の安定性と収束性2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 峻
    • 学会等名
      日本応用数理学会2018年研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 混合微分を含む発展方程式の再定式化について2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 峻
    • 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
  • [学会発表] 混合微分を含む発展方程式の空間離散化について2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤 峻,松尾 宇泰
    • 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] On spatial discretization of evolutionary differential equations on the periodic domain with a mixed derivative2017

    • 著者名/発表者名
      Shun Sato, Takayasu Matsuo
    • 学会等名
      SciCADE 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 平均化作用素を用いた差分法について2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤 峻
    • 学会等名
      応用数学フレッシュマンセミナー2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 微分代数方程式に対する離散勾配法について2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤 峻
    • 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] 平均化作用素を用いた新たな離散変分法の離散保存則2016

    • 著者名/発表者名
      降籏 大介,佐藤 峻,松尾 宇泰
    • 学会等名
      第45回数値解析シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] A Lyapunov-type theorem for dissipative numerical integrators with adaptive time-stepping2016

    • 著者名/発表者名
      Shun Sato, Takayasu Matsuo, Hideyuki Suzuki, Daisuke Furihata
    • 学会等名
      SIAM: East Asian Section Conference 2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A stabilized self-adaptive moving mesh integrator for the short pulse equation2016

    • 著者名/発表者名
      Shun Sato, Takayasu Matsuo, Baofeng Feng
    • 学会等名
      The Fourth International Conference: Nonlinear Waves --Theory and Applications --
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 混合微分をもつ1次元発展偏微分方程式の数値解法について2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 峻
    • 学会等名
      応用数学フレッシュマンセミナー2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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