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熱弾性と熱弾塑性の数学解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K05234
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数学解析
研究機関大分大学

研究代表者

吉川 周二  大分大学, 理工学部, 教授 (80435461)

研究分担者 黄木 景二  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (70281194)
渡邉 紘  大分大学, 理工学部, 准教授 (30609912)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード偏微分方程式 / 固体材料 / 構造保存型数値解法 / 漸近挙動 / 非線形偏微分方程式 / 変数係数梁方程式 / 誤差評価 / 粘弾塑性 / エネルギー法 / 構造保存型差分解法 / 熱弾性 / 塑性 / 梁方程式 / 変数係数偏微分方程式 / 数値解析 / 調和解析 / 非線型偏微分方程式
研究成果の概要

熱弾性や熱弾塑性といった固体材料の動的変形を記述する非線形偏微分方程式を中心とし、それらに関連する問題について考察した。研究期間中に得られた成果を大きく分類すると、(1)変数係数梁方程式の解の漸近挙動の分類、(2)形状記憶合金ワイヤーの動的変形を記述する偏微分方程式の導出、(3)構造保存型差分解法のエネルギー法とその応用、の3点がある。

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱弾性や熱弾塑性は既に工学・物理分野の観点からは理論が確立されており、衝突のシミュレーションなど様々な場面で利用されている。一方そこで用いられるのは本来のモデルを簡略化した問題が殆どである。それは、元のモデルは計算コストが高いことと、数学的に厳密な検証などについては数学理論が十分追いついていないことに起因している。
本研究課題では、オリジナル・もしくはそれにできる限り近いモデルに対する方法論の確立を目指しており、より精度が高く安全な最適設計などに繋がる可能性を秘めている。

報告書

(6件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 6件、 招待講演 16件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Global existence for a semi-discrete scheme of some quasilinear hyperbolic balance laws2021

    • 著者名/発表者名
      Shuji Yoshikawa, Shuichi Kawashima
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Analysis and Applications

      巻: 498 号: 1 ページ: 124929-124929

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2021.124929

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Classification of asymptotic profiles for the Cauchy problem of damped beam equation with two variable coefficients: Effective damping case2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa Shuji、Wakasugi Yuta
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 272 ページ: 938-957

    • DOI

      10.1016/j.jde.2020.10.008

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 構造保存型差分解法のエネルギー法2020

    • 著者名/発表者名
      吉川 周二
    • 雑誌名

      応用数理

      巻: 30 号: 2 ページ: 2-9

    • DOI

      10.11540/bjsiam.30.2_2

    • NAID

      130007919839

    • ISSN
      2432-1982
    • 年月日
      2020-06-24
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Error estimate for structure-preserving finite difference schemes of the one-dimensional Cahn-Hilliard system coupled with viscoelasticity2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Shimura, Shuji Yoshikawa
    • 雑誌名

      RIMS Kokyuroku Bessatsu

      巻: 82 ページ: 159-175

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Conservative finite difference schemes for one-dimensional nonlinear thermoelasticity2019

    • 著者名/発表者名
      Shuji Yoshikawa
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 2121 ページ: 1-11

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Remarks on energy methods for structure-preserving finite difference schemes - Small data global existence and unconditional error estimate2019

    • 著者名/発表者名
      Shuji Yoshikawa
    • 雑誌名

      Applied Mathematics and Computation

      巻: 341 ページ: 80-92

    • DOI

      10.1016/j.amc.2018.08.030

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-preserving finite difference schemes for a semilinear thermoelastic system with second order time derivative2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Yano, Shuji Yoshikawa
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 35 号: 3 ページ: 1213-1244

    • DOI

      10.1007/s13160-018-0332-x

    • NAID

      210000170535

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymptotic profile of solution for the Cauchy problem of beam equation with variable coefficient2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa Shuji、Wakasugi Yuta
    • 雑誌名

      Applied Mathematics Letters

      巻: 76 ページ: 236-241

    • DOI

      10.1016/j.aml.2017.09.006

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-preserving finite difference schemes for the Cahn--Hilliard equation with dynamic boundary conditions in the one-dimensional case2017

    • 著者名/発表者名
      Fukao Takeshi、Yoshikawa Shuji、Wada Saori
    • 雑誌名

      Communications on Pure and Applied Analysis

      巻: 16 号: 5 ページ: 1915-1938

    • DOI

      10.3934/cpaa.2017093

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shape Memory Wires in R32017

    • 著者名/発表者名
      Okabe Shinya、Suzuki Takashi、Yoshikawa Shuji
    • 雑誌名

      Shape Memory Alloys - Fundamentals and Applications

      巻: Chapter 2 ページ: 37-56

    • DOI

      10.5772/intechopen.69175

    • ISBN
      9789535134558, 9789535134565
    • 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] Energy method for structure-preserving finite difference schemes and some properties of difference quotient2017

    • 著者名/発表者名
      Shuji Yoshikawa
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics

      巻: 311 ページ: 394-413

    • DOI

      10.1016/j.cam.2016.08.008

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structure-preserving finite diffrence schemes for the Cahn--Hilliard equation with dynamic boundary conditions in the one-dimensional case2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fukao, Shuji Yoshikawa, Saori Wada
    • 雑誌名

      COMMUNICATIONS ON PURE AND APPLIED ANALYSIS

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An error estimate for structure-preserving finite difference scheme for the Falk model system of shape memory alloys2016

    • 著者名/発表者名
      Shuji Yoshikawa
    • 雑誌名

      IMA Journal of Numerical Analysis

      巻: In Press 号: 1 ページ: 477-504

    • DOI

      10.1093/imanum/drv072

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 二次元Cahn-Hilliard 方程式の構造保存型差分解法およびそのエネルギー法2021

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      高専間ネットワークによる微分方程式研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二次元構造保存型差分解法に対するエネルギー法2019

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      Okayama Workshop on Partial Differential Equations
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Classification of asymptotic profiles for the Cauchy problem of damped beam equation with variable coefficients2019

    • 著者名/発表者名
      Shuji Yoshikawa
    • 学会等名
      RIMS 共同研究 (公開型) “ 偏微分方程式の臨界現象と正則性理論及び漸近解析 ”
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Classification of asymptotic profiles for the Cauchy problem of damped beam equation with two variable coefficients2019

    • 著者名/発表者名
      Shuji Yoshikawa
    • 学会等名
      Workshop on Partial Differential Equations at the University of Konstanz
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Remarks on energy decay of elastic-viscoelastic-elastic composite materials2019

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      第11回 名古屋微分方程式研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Small data global existence for the semi-discrete scheme of a model system of hyperbolic balance laws2018

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      東京大学 数値解析セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Energy methods for structure-preserving finite difference schemes2018

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      早稲田大学 応用解析研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Small data global existence and unconditional error estimate for structure-preserving numerical schemes2018

    • 著者名/発表者名
      Shuji Yoshikawa
    • 学会等名
      RIMS Workshop on "Theoretical Developments to Phenomenon Analyses based on Nonlinear Evolution Equations"
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 構造保存型数値解法のエネルギー法2018

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      第139回 日本数学会九州支部例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 構造保存型差分解法のエネルギー法2018

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      日本数学会 2018年度年会 応用数学分科会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 構造保存型差分解法に対するエネルギー法と差分商の性質2018

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      不連続Galerkin 有限要素法の数学理論とその周辺
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ある半線形熱弾性方程式に対する構造保存型差分解法と誤差解析2017

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      神戸大学 解析セミナー
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2017-02-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Asymptotic profile of solution for the Cauchy problem of damped beam equation with variable coefficients2017

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      HMAセミナー・冬の研究会2017
    • 発表場所
      広島大学(広島県・東広島市)
    • 年月日
      2017-01-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Asymptotic profile of solution for the Cauchy problem of beam equation with variable coefficients2017

    • 著者名/発表者名
      Shuji Yoshikawa
    • 学会等名
      The sixth Japan-China Workshop on Mathematical Topics from Fluid Mechanics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Asymptotic profiles of solutions for the linearized damped extensible beam equation with variable coefficients2017

    • 著者名/発表者名
      Shuji Yoshikawa
    • 学会等名
      The 11th ISAAC Congress
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Asymptotic prole of solution for the Cauchy problem of beam equation with variable coefficient2017

    • 著者名/発表者名
      Shuji Yoshikawa
    • 学会等名
      Ito Workshop on Partial Differential Equations
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 固体力学に関連する数学解析の諸問題2017

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      第39回発展方程式若手セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多次元構造保存型差分解法へのエネルギー法の応用について2017

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      愛媛大学 第155回 解析セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structure-preserving finite difference schemes for the Cahn--Hilliard equation with dynamic boundary conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Shuji Yoshikawa
    • 学会等名
      九州関数方程式セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Asymptotic prole of solution for the Cauchy problem of beam equation with time dependent coeffecient2016

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      第3回神楽坂非線形波動研究会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2016-12-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Structure-preserving nite difference schemes for the Cahn-Hilliard equation with dynamic boundary conditions in the one-dimensional case2016

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      数学と現象: Mathematics and Phenomena in Miyazaki 2016
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎県・宮崎市)
    • 年月日
      2016-11-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A finite difference method for two-dimensional semilinear thermoviscoelastic systems and its error estimate2016

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      第12 回非線型の諸問題
    • 発表場所
      かんぽの宿 湯田(山口県・山口市)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Structure-preserving numerical scheme for linear stochastic evolution equations with additive noise2016

    • 著者名/発表者名
      吉川周二
    • 学会等名
      線形及び非線形分散型方程式に関する最近の進展
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 大分大学理工学部共創理工学科 数理科学コース 吉川研究室

    • URL

      http://lab.ms.oita-u.ac.jp/yoshikawa/res.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] 吉川研究室

    • URL

      http://lab.ms.oita-u.ac.jp/yoshikawa/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-01-27  

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