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燃焼モデルに現れるパターンの計算機支援解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K14237
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 数学基礎・応用数学
研究機関宮崎大学

研究代表者

出原 浩史  宮崎大学, 工学部, 准教授 (50515096)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード数理モデル / 燃焼 / パターン形成 / 反応拡散系 / 数値シミュレーション解析 / 数値シミュレーション / 計算機支援解析 / 燃焼問題 / 進行波解 / 不安定化 / 応用数学
研究成果の概要

狭い空間における燃焼では、空気の供給速度を変化させたとき、空気の供給方向によって燃焼の遷移過程が異なる。この点に着目し、数理モデルの解析を通して、その違いを生み出す数理的構造を明らかにすることを目的とした。研究成果の一つとして、空間2次元パターンの基礎となる空間1次元における解析が挙げられる。また、数値シミュレーションによって空間2次元問題の上流燃焼と下流燃焼のパターンダイナミクスの性質の詳細な調査と特徴付けを行い、燃焼跡パターンの変遷の起源となる解の不安定化とそれらに関連する固有値について明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究代表者らが提唱した数理モデルを解析することによって、狭い空間での燃焼パターンの変遷を解明することはこれまでにない新しい試みであり、本研究の学術的な特色である。また狭い空間での燃焼パターンと微小重力環境下であるスペースシャトル内での燃焼実験のパターンとは非常に類似している。このため本研究成果は微小重力環境での燃焼の解明にも寄与できる可能性がある。さらに火災や山火事などにおける燃え広がり方の科学的解明への第一歩となる研究である。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (59件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (16件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 9件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 11件、 招待講演 32件)

  • [国際共同研究] National Yang Ming Chiao Tung University(その他の国・地域 台湾)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Capital Normal University(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Rome Tor Vergata(イタリア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Universite de Paris-Sud(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Yang Ming Chiao Tung University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Rome Tor Vergata(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Paris-Sud(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Graz(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Chiao Tung University/National Tsing Hua University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] パリ南大学/モンペリエ大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ローマ第2大学(イタリア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 国立台南大学(その他の国・地域 台湾)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Paris-Sud University(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Rome Tor Vergata(イタリア)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Montpellier University(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Limerick(アイルランド)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Oscillations and bifurcation structure of reaction?diffusion model for cell polarity formation2022

    • 著者名/発表者名
      Kuwamura Masataka、Izuhara Hirofumi、Ei Shin-ichiro
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Biology

      巻: 84 号: 4 ページ: 1-26

    • DOI

      10.1007/s00285-022-01723-5

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The formation of spreading front : the singular limit of three-component reaction-diffusion models2021

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Izuhara, Harunori Monobe, Chang-Hong Wu,
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Biology

      巻: 82 号: 5 ページ: 1-33

    • DOI

      10.1007/s00285-021-01591-5

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Asymptotic stability of two types of traveling waves for some predator-prey models2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Hao、Izuhara Hirofumi、Wu Yaping
    • 雑誌名

      Discrete & Continuous Dynamical Systems - B

      巻: 26 号: 4 ページ: 2323-2323

    • DOI

      10.3934/dcdsb.2021046

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatio-temporal coexistence in the cross-diffusion competition system2021

    • 著者名/発表者名
      Izuhara Hirofumi, Kobayashi Shunsuke
    • 雑誌名

      Discrete & Continuous Dynamical Systems - S

      巻: 14 号: 3 ページ: 919-933

    • DOI

      10.3934/dcdss.2020228

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A nonlinear parabolic-hyperbolic system for contact inhibition and a degenerate parabolic fisher kpp equation2020

    • 著者名/発表者名
      Bertsch Michiel、Hilhorst Danielle、Izuhara Hirofumi、Mimura Masayasu、Wakasa Tohru
    • 雑誌名

      Discrete & Continuous Dynamical Systems - A

      巻: 40 号: 6 ページ: 3117-3142

    • DOI

      10.3934/dcds.2019226

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Standing and travelling waves in a parabolic-hyperbolic system2019

    • 著者名/発表者名
      M. Bertsch, H. Izuhara, M. Mimura, T. Walasa
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems, Series A

      巻: 39 号: 10 ページ: 5603-5635

    • DOI

      10.3934/dcds.2019246

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] A nonlinear parabolic-hyperbolic system for contact inhibition and a degenerate parabolic Fisher KPP equation2019

    • 著者名/発表者名
      Bertsch Michiel、Hilhorst Danielle、Izuhara Hirofumi、Mimura Masayasu、Wakasa Tohru
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems Series A

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Standing and traveling waves in a parabolic-hyperbolic system2019

    • 著者名/発表者名
      Bertsch Michiel、Izuhara Hirofumi、Mimura Masayasu、Wakasa Tohru
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems Series A

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bifurcation structure of stationary solutions for a chemotaxis system with bistable growth2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Izuhara, Kouske Kuto and Tohru Tsujikawa
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 35 号: 2 ページ: 441-475

    • DOI

      10.1007/s13160-017-0298-0

    • NAID

      210000164399

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On a nonlocal system for vegetation in drylands2018

    • 著者名/発表者名
      M. Alfaro, H. Izuhara and M. Mimura
    • 雑誌名

      J. Math. Biol.

      巻: 77 号: 6-7 ページ: 1-33

    • DOI

      10.1007/s00285-018-1215-0

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Traveling waves in a reaction-diffusion system describing smoldering combustion2017

    • 著者名/発表者名
      Ekeoma R. Ijioma, Hirofumi Izuhara, Masayasu Mimura
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Applied Mathematics

      巻: 77 号: 2 ページ: 614-637

    • DOI

      10.1137/16m1089915

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 狭い空間での燃焼の数理モデル解析2022

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      九州大学IMI短期共同研究「燃焼・消炎機構の数理に基づく火災・爆発の安全対策」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 狭い空間における燃焼の数理モデル-間欠的な燃焼の解明に向けて-2021

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      九州大学IMI短期共同研究「燃焼・消炎機構の数理に基づく火災・爆発の安全対策」キックオフミーティング
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 数理モデリング学の形成-数理モデルのこれからを考える-2020

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      明治大学MIMS研究集会 現象と数理モデル-数理モデリング学の形成に向けて-
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 狭い空間におけるくん焼実験とシミュレーション解析2020

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      京都駅前セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mathematical aspect of go-or-grow model2020

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Izuhara
    • 学会等名
      MIMS Workshop, Meiji University
    • 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] 燃焼の数理モデルの新たな実験への応用2020

    • 著者名/発表者名
      出原 浩史
    • 学会等名
      数学と現象 in 清里
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 狭い流路における燃焼の数理解析2020

    • 著者名/発表者名
      出原 浩史
    • 学会等名
      松山解析セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On prey-predator systems with some functional responses2019

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Izuhara
    • 学会等名
      2019 NCTS Workshop on Mathematical Modeling and Analysis, National Tsing Hua University
    • 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] Traveling waves in a nonlinear diffusion model of farmers and hunter-gatherers in the Neolithic transition2019

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Izuhara
    • 学会等名
      MIMS Workshop: Modeling and Analysis of Reaction-Diffusion Systems with Applications to Ecology and Archaeology, Meiji University
    • 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] 狭い流路における燃焼-2つの実験と数理モデル-2019

    • 著者名/発表者名
      出原 浩史
    • 学会等名
      現象数理学の形成と発展 in 函館
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 燃焼現象とGray-Scott型モデル2019

    • 著者名/発表者名
      出原 浩史
    • 学会等名
      数学と現象 in 山中湖
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Holling II型機能応答をもつ捕食者-被食者モデルについて2019

    • 著者名/発表者名
      出原 浩史
    • 学会等名
      第2回松江数理生物学・現象数理学ワークショップ@隠岐の島
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Traveling waves in a nonlinear parabolic-hyperbolic system for contact inhibition2019

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Izuhara
    • 学会等名
      Transition from hunter-gatherers to farmers in the Neolithic age
    • 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] Spatio-temporal coexistence in the cross-diffusion competition system2019

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      反応拡散系のパターン形成とその応用
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Computational study on combustion wave in a narrow channel2019

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      数学と現象 in 那須塩原
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On a reaction-diffusion system describing smoldering combustion2018

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Izuhara
    • 学会等名
      Seminar at National University of Tainan
    • 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] Spatiotemporal coexistence in the cross-diffusion competition system2018

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Izuhara
    • 学会等名
      2018 China-Japan Workshop on Nonlinear Diffusion Problems
    • 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] Time periodic coexistence in the cross-diffusion competition system2018

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Izuhara
    • 学会等名
      ReaDiNet 2018 Recent Progresses in Mathematical Theories for Biological Phenomena
    • 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] Computational study of flame spread in a narrow channel2018

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Izuhara
    • 学会等名
      Journee d'Analyse Non Lineaire
    • 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] On a nonlocal system for vegetation in drylands2018

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Izuhara
    • 学会等名
      The 12th AIMS International Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • 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] 交差拡散-競争方程式における周期解2018

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      反応拡散系の理論と応用
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非局所項をもつ微分方程式について2018

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      数学と現象 in 長瀞
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 反応拡散系に現れる弛緩振動2018

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      松江セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] パターンを遷移する弛緩振動について2018

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      研究集会:パターン形成の数理とその周辺
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 燃焼モデルの数値シミュレーション解析2018

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      数学と現象 in 清里
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mathematical analysis on a nonlinear system for contact inhibition of cell growth2017

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Izuhara
    • 学会等名
      MIMS workshop on Modeling and Numerical Analysis of Nonlinear Phenomena: Fluid Dynamics, Motion of Interfaces, and Cell Biology
    • 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] Smoldering combustion in a narrow channel2017

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Izuhara
    • 学会等名
      ReaDiNet 2017 International Conference on Mathematical Biology
    • 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] 増殖項をもつ走化性方程式のパターン形成2017

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所共同研究(公開型) 非線形現象と反応拡散方程式
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 半乾燥地域に現れる植生パターンと砂漠化2017

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      明治大学MIMS研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 反応拡散系における周期解について2017

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      数学と現象 in 奥多摩
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 接触抑制と正常細胞と異常細胞のダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      北海道大学社会創造数学セミナーシリーズHMMC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] 走化性と増殖の効果がつくりだす時空間パターン2017

    • 著者名/発表者名
      出原浩史
    • 学会等名
      明治大学MIMS研究集会 時空間ダイナミクス~生命現象における時間変化を伴う空間秩序
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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