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Sinc法の再定式化と応用拡大

研究課題

研究課題/領域番号 17K14147
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 計算科学
研究機関広島市立大学

研究代表者

岡山 友昭  広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (80587866)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード数値解析
研究成果の概要

本研究の目的は,解析的な関数に対する超高性能数値計算法であるSinc法を改良し,また適用範囲を拡大していくことである.自然科学・工学では,扱う対象が解析的な関数であることが多く,この場合は既存の汎用手法に比べSinc法が非常に高性能であることが知られている.そこで本研究では,このSinc法をさらに改良し適用範囲を拡大すべく,提案されているSinc法に基づく数値計算法に対し(a)連立系への拡張,(b)Sinc法と組み合わせる変数変換の改善,(c)精度保証付き数値計算法の開発,等について研究を行った.特に(a)においては,実装が煩雑にならないようSinc法の再定式化も行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

Sinc法は,現実でよく現れる関数の性質をうまく使って,汎用技術を遙かに上回る高性能を実現できる計算法である.本研究ではこのSinc法の弱点を克服しさらに発展を行うものである.実装に難があった部分を改善したため,数値計算ライブラリの実装が容易になっている.さらに近似誤差を(見積もりではなく)数学的な不等式によって厳密かつ計算可能な形で評価したため,精度保証付き数値計算も可能になった.このように,本研究で理論的に得られた結果は応用でも有用な内容となっている.

報告書

(8件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (23件) (うちオープンアクセス 17件、 査読あり 20件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 14件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Sinc関数近似から導かれる数値不定積分公式2023

    • 著者名/発表者名
      田中 健一郎、岡山 友昭
    • 雑誌名

      応用数理

      巻: 33 号: 3 ページ: 152-163

    • DOI

      10.11540/bjsiam.33.3_152

    • ISSN
      2432-1982
    • 年月日
      2023-09-25
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 有限区間におけるSinc関数近似の理論誤差評価の証明2023

    • 著者名/発表者名
      田中 健一郎、岡山 友昭
    • 雑誌名

      応用数理

      巻: 33 号: 2 ページ: 94-102

    • DOI

      10.11540/bjsiam.33.2_94

    • ISSN
      2432-1982
    • 年月日
      2023-06-23
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sinc-collocation methods with consistent collocation points for Fredholm integral equations of the second kind2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama
    • 雑誌名

      Dolomites Research Notes on Approximation

      巻: 16 ページ: 63-74

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimal selection formulas of mesh size and truncation numbers for the double-exponential formula2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama and Yuta Kawai
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 15 号: 0 ページ: 81-84

    • DOI

      10.14495/jsiaml.15.81

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Error analysis of approximation of derivatives by means of the Sinc approximation for double-exponentially decaying functions2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama, Ken'ichiro Tanaka
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 15 号: 0 ページ: 5-8

    • DOI

      10.14495/jsiaml.15.5

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sinc数値計算法序論2023

    • 著者名/発表者名
      田中健一郎, 岡山友昭
    • 雑誌名

      応用数理

      巻: 33 ページ: 40-47

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Corrected Error Bound for the Real Gamma Function Using the De Formula2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama
    • 雑誌名

      IEICE Proceeding Series

      巻: 71 ページ: 593-596

    • DOI

      10.34385/proc.71.C5L-E-04

    • ISSN
      2188-5079
    • 年月日
      2022-12-12
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Theoretical comparison of two conformal maps combined with the trapezoidal formula for the semi-infinite integral of exponentially decaying functions2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama, Katsuya Hirohata
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 14 号: 0 ページ: 77-79

    • DOI

      10.14495/jsiaml.14.77

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Yet another DE-Sinc indefinite integration formula2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama, Ken'ichiro Tanaka
    • 雑誌名

      Dolomites Research Notes on Approximation

      巻: 15 ページ: 105-116

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Double-exponential formula for infinite integrals of unilateral rapidly decreasing functions2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 14 号: 0 ページ: 17-20

    • DOI

      10.14495/jsiaml.14.17

    • NAID

      130008164677

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New conformal map for the trapezoidal formula for infinite integrals of unilateral rapidly decreasing functions2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama, Tomoki Nomura, Saki Tsuruta
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics

      巻: 389 ページ: 113354-113354

    • DOI

      10.1016/j.cam.2020.113354

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of the conformal map combined with the Sinc approximation for unilateral rapidly decreasing functions2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama, Tomoya Shiraishi
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 13 号: 0 ページ: 37-39

    • DOI

      10.14495/jsiaml.13.37

    • NAID

      130008065805

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A modified Stenger’s quadrature formula for infinite integrals of unilateral rapidly decreasing functions and its theoretical error bound2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama and Shu Hanada
    • 雑誌名

      Mathematics and Computers in Simulation

      巻: 186 ページ: 3-18

    • DOI

      10.1016/j.matcom.2020.03.006

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New conformal map for the Sinc approximation for exponentially decaying functions over the semi-infinite interval2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama, Yuya Shintaku and Eisuke Katsuura
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics

      巻: 373 ページ: 112358-112358

    • DOI

      10.1016/j.cam.2019.112358

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sinc-collocation methods for exponential decay initial value problems2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama and Ryota Hara
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications

      巻: - ページ: 509-512

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improvement of selection formulas of mesh size and truncation numbers for the double-exponential formula2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama and Chisei Kurogi
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 12 号: 0 ページ: 13-16

    • DOI

      10.14495/jsiaml.12.13

    • NAID

      130007815742

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Error analyses of Sinc-Nyström methods for initial value problems2019

    • 著者名/発表者名
      Ryota Hara and Tomoaki Okayama
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 10 号: 4 ページ: 465-484

    • DOI

      10.1587/nolta.10.465

    • NAID

      130007722626

    • ISSN
      2185-4106
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modified SE-Sinc approximation with boundary treatment over the semi-infinite interval and its error bound2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama and Ryota Hamada
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 11 号: 0 ページ: 5-7

    • DOI

      10.14495/jsiaml.11.5

    • NAID

      130007605249

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An optimal approximation formula for functions with singularities2018

    • 著者名/発表者名
      Ken’ichiro Tanaka, Tomoaki Okayama and Masaaki Sugihara
    • 雑誌名

      Journal of Approximation Theory

      巻: 234 ページ: 82-107

    • DOI

      10.1016/j.jat.2018.06.004

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Sinc-Nystroem methods for initial value problems2018

    • 著者名/発表者名
      Ryota Hara and Tomoaki Okayama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2018 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications

      巻: - ページ: 651-654

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Theoretical analysis of a Sinc-Nystroem method for Volterra integro-differential equations and its improvement2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama
    • 雑誌名

      Applied Mathematics and Computation

      巻: 324 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1016/j.amc.2017.11.062

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical analysis of Sinc-collocation methods and Sinc-Nystroem methods for systems of initial value problems2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama
    • 雑誌名

      BIT Numerical Mathematics

      巻: 58 号: 1 ページ: 199-220

    • DOI

      10.1007/s10543-017-0663-z

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Explicit error bound for Muhammad-Mori's SE-Sinc indefinite integration formula over the semi-infinite interval2017

    • 著者名/発表者名
      Ryota Hara and Tomoaki Okayama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications

      巻: - ページ: 677-680

    • 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
  • [学会発表] Error analyses of Sinc-collocation methods for exponential decay initial value problems2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki OKAYAMA, Ryota HARA and Shun'ichi GOTO
    • 学会等名
      Second International Conference on Mathematical And Computational Modelling, Approximation and Simulation (MACMAS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sinc-collocation methods with consistent collocation points for Fredholm integral equations of the second kind2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama
    • 学会等名
      International Conference on Functional Analysis, Approximation Theory and Numerical Analysis (FAATNA20>22)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二重指数関数型減衰関数に対するSinc関数近似に基づく微分近似の誤差評価2022

    • 著者名/発表者名
      岡山友昭, 田中健一郎
    • 学会等名
      日本応用数理学会2022年度年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Corrected error bound for the real gamma function using the DE formula2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama
    • 学会等名
      The 2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DE変換と組み合わせたSinc関数近似に基づく有限区間における導関数の近似法とその理論誤差評価2022

    • 著者名/発表者名
      幸阪忠俊, 岡山友昭
    • 学会等名
      日本応用数理学会2023年研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] DE変換と組み合わせたSinc関数近似に基づく半無限区間における導関数の近似法とその理論誤差評価2022

    • 著者名/発表者名
      土山紗矢, 岡山友昭
    • 学会等名
      日本応用数理学会2023年研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] DE公式に対する刻み幅と打ち切り数の決定式の改善と理論誤差評価2022

    • 著者名/発表者名
      川井祐太, 岡山友昭
    • 学会等名
      日本応用数理学会2022年研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Yet another Sinc indefinite integration formula2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama
    • 学会等名
      5th Dolomites Workshop on Constructive Approximation and Applications
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of selection formulas of mesh size and truncation number for the DE-Sinc approximation and its theoretical error bound2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama and Shota Ogawa
    • 学会等名
      The 19th International Symposium on Scientific Computing, Computer Arithmetic, and Verified Numerical Computations
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DE-Sinc関数近似の刻み幅と打ち切り数の決定式の改善と理論誤差評価2021

    • 著者名/発表者名
      小川翔大, 岡山友昭
    • 学会等名
      日本応用数理学会2021年研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 指数的減衰関数の半無限積分に対し複合台形則と組み合わせる二つの変数変換の優劣の理論解析2021

    • 著者名/発表者名
      廣畑克哉, 岡山友昭
    • 学会等名
      日本応用数理学会2021年研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Sinc-collocation methods for exponential decay initial value problems2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama and Ryota Hara
    • 学会等名
      The 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 片側急減衰関数の全無限積分に対する二重指数関数型数値積分公式2020

    • 著者名/発表者名
      岡山友昭
    • 学会等名
      日本応用数理学会2020年度年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 片側急減衰関数の全無限積分に対する鶴田らのSE公式の理論誤差評価の改善2020

    • 著者名/発表者名
      野村友暉, 岡山友昭
    • 学会等名
      日本応用数理学会2020年研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 片側急減衰関数に対するSE-Sinc関数近似の改善と理論誤差評価2020

    • 著者名/発表者名
      白石朋也, 岡山友昭
    • 学会等名
      日本応用数理学会2020年研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 変数変換型数値計算法の発展について2019

    • 著者名/発表者名
      岡山友昭
    • 学会等名
      数値解析談話会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二重指数関数型数値積分公式の理論誤差評価の改善2019

    • 著者名/発表者名
      岡山友昭, 黒木治世
    • 学会等名
      日本応用数理学会2019年度年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A modified Stenger's quadrature formula for infinite integrals of unilateral rapidly decreasing functions and its theoretical error bound2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama and Shu Hanada
    • 学会等名
      Mathematical and Computational Modelling, Approximation and Simulation 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微分方程式の初期値問題に対するSinc-Nystroem法の誤差解析2018

    • 著者名/発表者名
      原涼太, 岡山友昭
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] New conformal map for the Sinc approximation for exponentially-decaying functions over the semi-infinite interval2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Okayama, Yuya Shintaku and Eisuke Katsuura
    • 学会等名
      Numerical Analysis and Scientific Computation with Applications 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Sinc-Nystroem methods for initial value problems2018

    • 著者名/発表者名
      Ryota Hara and Tomoaki Okayama
    • 学会等名
      The 2018 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Verified algorithm for the sine integral2018

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yamanaka, Tomoaki Okayama and Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Scientific Computing, Computer Arithmetic, and Verified Numerical Computations
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A note on computing the pth root of Sinc matrices2018

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Tatsuoka, Tomoaki Okayama, Shao-Liang Zhang and Masaaki Sugihara
    • 学会等名
      16th International Conference of Numerical Analysis and Applied Mathematics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微分方程式の初期値問題に対するDE-Sinc-Nystroem法の改善2018

    • 著者名/発表者名
      原涼太, 岡山友昭
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 片側急減衰関数の無限積分に対するSE公式の改善と理論誤差評価2018

    • 著者名/発表者名
      鶴田早紀, 花田脩, 岡山友昭
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Verified error bounds for the gamma function using double exponential formula2017

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yamanaka, Tomoaki Okayama and Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      International Workshop on Industrial Mathematics / ICIAM Board Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 半無限区間における境界を考慮したSE-Sinc関数近似の改善と誤差評価2017

    • 著者名/発表者名
      岡山友昭, 濵田亮太
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 微分方程式の初期値問題に対するSE-Sinc-Nystroem法の改善2017

    • 著者名/発表者名
      原涼太, 岡山友昭
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Verified algorithm for the gamma function using double exponential formula and its applications2017

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yamanaka, Tomoaki Okayama and Shin'ichi Oishi
    • 学会等名
      The 36th JSST Annual International Conference on Simulation Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Explicit error bound for Muhammad-Mori's SE-Sinc indefinite integration formula over the semi-infinite interval2017

    • 著者名/発表者名
      Ryota Hara and Tomoaki Okayama
    • 学会等名
      The 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 変数変換型数値計算法2023

    • 著者名/発表者名
      田中 健一郎、岡山 友昭
    • 総ページ数
      280
    • 出版者
      岩波書店
    • ISBN
      4000298607
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2025-01-30  

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