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波動場における係数・欠陥同定問題に対する数値解法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17740046
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関茨城大学

研究代表者

代田 健二  茨城大学, 理学部, 准教授 (90302322)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2007年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード応用数学 / 逆問題 / 数値解析 / 波動場 / 係数同定 / 欠陥同定 / 粘弾性体
研究概要

本度は,「空間2次元における減衰項を持つ波動場の偏微分方程式に対する開発手法の拡張」を中心に研究を実施し,一定の成果を挙げることが出来た.
昨年度までの研究成果において開発された数値再構成法は,減衰項のない1・2次元弾性波動場に対するものであった、その手法を,医学上の問題である「粘弾性波動場の欠陥同定逆問題」へと拡張した.この問題の数学モデルは,内部観測データが与えられた減衰項を持つ波動方程式の係数同定逆問題として表される.本研究では,その問題へ昨年度開発した「軟化子作用素を用いた随伴数値解法」を適用し,再構成アルゴリズムを導出した.また導出したアルゴリズムの有効性を検討するために,数値計算プログラムを作成し、本研究費で購入済みのワークステーションで数値実験を実施した.現在までに数値実験において,開発手法により欠陥部分の位置を同定できることが確認できた.しかし,定量的な同定,すなわち媒質の種類まで同定するには至らなかった.この点については,現在も改良・検討を継続して行っている.以上の本研究の成果をまとめると,実用問題を考慮した波動場における欠陥同定問題の再構成アルゴリズムの基礎は開発でき,かつ実用に耐えうるものにするための今後の課題と改良の方向性を明確にすることができたことである.
以上の成果については,今年度日本数学会年会において発表した.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Variational approach for identifying a coefficient for the wave equation2007

    • 著者名/発表者名
      C. Choi, G. Nakamura, K. Shirota
    • 雑誌名

      Cubo A Mathematical Journal 9

      ページ: 81-101

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical method for an inverse dynamical problem for composite beams2007

    • 著者名/発表者名
      A. Morassi, G. Nakamura, K. Shirota, M. Sini
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series 73(電子媒体のみ)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A variational approach for an inverse dynamical problem for composite beams2007

    • 著者名/発表者名
      A.Morassi, G.Nakamura, K.Shirota, M.Sini
    • 雑誌名

      European Journal of Applied Mathematics 18

      ページ: 21-25

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Adjoint numerical method for the identification of the Lame coefficients in linear elastic wave field2006

    • 著者名/発表者名
      K.Shirota
    • 雑誌名

      Journal of Structural Mechanics and Earthquake Engineering 23・2

      ページ: 321-329

    • NAID

      130004442352

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Adjoint methods for numerical solution of inverse boundary value and coefficient identification problems2005

    • 著者名/発表者名
      K.Onishi, K.Shirota
    • 雑誌名

      Surveys on Mathematics for Industry Vol.11

      ページ: 43-93

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Variational approach for identifying a coefficient for the wave equation

    • 著者名/発表者名
      C.Choi, G.Nakamura, K.Shirota
    • 雑誌名

      Cubo A Mathematical Journal (掲載決定)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Adjoint numerical method for the identification of the Lame coefficients in linear elastic wave field

    • 著者名/発表者名
      K.Shirota
    • 雑誌名

      Journal of Structural Mechanics and Earthquake Engineering (掲載決定)

    • NAID

      130004442352

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] MREによる粘弾性係数同定に対する随伴数値解法2008

    • 著者名/発表者名
      江渝・代田健二・中村玄
    • 学会等名
      日本数学会年会
    • 発表場所
      近幾大学本部キャンパス
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考] 茨城大学研究者情報総覧

    • URL

      http://info.ibaraki.ac.jp/scripts/websearch/index.htm

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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