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水面上での液滴運動に対する数理モデル化とその数理解析

研究課題

研究課題/領域番号 18684002
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関金沢大学

研究代表者

長山 雅晴  金沢大学, 数物科学系, 教授 (20314289)

研究協力者 小俣 正朗  金沢大学, 数物科学系, 教授 (20214223)
北畑 裕之  千葉大学, 理学研究科, 講師 (20378532)
研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2008年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2007年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2006年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワード数理モデル / 反応拡散系 / 離散変分法 / 液滴運動 / 表面張力 / 分裂と融合, 反射 / 離散勾配流法 / 計算機支援解析 / 回転波 / 分裂と合体 / 応用数学
研究概要

分裂や融合を伴いながら並進運動する液滴に対する数理的機構を明きからにすることを目的に研究を推進した. 本研究では, 液滴の高さを表す関数を導入し, 表面エネルギー最小原理によって液滴運動を記述する数理モデルを得た. また, 初期体積の保存条件を満足する数値計算法として離散勾配流法を採用し数値計算を行った. この結果, 液滴の初期体積が小さい場合は並進運動すること, 初期体積が大きい場合は, 液滴が分裂し, 分裂した液滴が併進運動を行い, 衝突する角度に依存して反射と融合が起こることを明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (8件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 反応拡散系に対する大域的分岐構造の数値計算法とその応用2009

    • 著者名/発表者名
      矢留雅亮, 長山雅晴, 上田肇一
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録 1633

      ページ: 39-61

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Bifurcation of self-motion depending on the reaction order2009

    • 著者名/発表者名
      M.Nagayama, M.Yadome, N.Kato, J.Kirisaka, M.Murakami and S.Nakata
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics 11

      ページ: 1085-1090

    • NAID

      120001249805

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bifurcation of self-motion depending on the reaction order2009

    • 著者名/発表者名
      M. NAGAYAMA
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics 11

      ページ: 1085-1090

    • NAID

      120001249805

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Periodic transition sequences of scattering patterns in a three-component reaction-diffusion system2008

    • 著者名/発表者名
      M.Yadome, K.-I.Ueda, T.Teramoto, M.Nagayama and Y.Nishiura
    • 雑誌名

      Bulletin of the Institute of Mathematics, Academia Sinica New Series 3(4)

      ページ: 585-602

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Periodic transition sequences of scattering patterns in a three-component reaction-diffusion system2008

    • 著者名/発表者名
      M. YADOME
    • 雑誌名

      Bulletin of the Institute of Mathematics, Academia Sinica New Series 4

      ページ: 589-602

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation of motion of a bubble restrained to water surface2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yamazaki, S.Omata and M.Nagayama
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録 1522

      ページ: 111-119

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Interacting spots in reaction diffusion systems2006

    • 著者名/発表者名
      S.-I.Ei, M.Mimura and M.Nagayama
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems 14(1)

      ページ: 31-62

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 双安定反応拡散系に現れるパルス波の遷移ダイナミクスについて2009

    • 著者名/発表者名
      矢留雅亮
    • 学会等名
      日本数学会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 液滴運動の数理モデルとその数値シミュレーション2009

    • 著者名/発表者名
      長山 雅晴
    • 学会等名
      非線形現象の数値シミュレーションと解析2009
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-03-07
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 反応拡散系に対する大域的分岐構造の数値計算法2008

    • 著者名/発表者名
      長山 雅晴
    • 学会等名
      日本数理生物学会企画シンポジウム
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2008-09-18
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 現象の数理モデル2008

    • 著者名/発表者名
      長山雅晴
    • 学会等名
      日本数学会(応用数学分科会特別講演)
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-25
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 現象の数理モデルとその計算機支援解析2008

    • 著者名/発表者名
      長山 雅晴
    • 学会等名
      数学会 応用数学分科会 特別講演
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Traveling Spots Dynamics in Reaction-Diffusion Systems2007

    • 著者名/発表者名
      M. Nagayama
    • 学会等名
      International Conference on Computational Science 2007(招待講演)
    • 発表場所
      Institut Teknologi Bandung
    • 年月日
      2007-12-03
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 液滴運動のモデル方程式とその数値計算法2007

    • 著者名/発表者名
      長山 雅晴
    • 学会等名
      日本物理学会(ポスター講演)
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2007-03-21
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Mathematical modeling for the motion of oil droplet2006

    • 著者名/発表者名
      M. Nagayama
    • 学会等名
      East-Asia Workshop on Pattern Formations and Reaction-Diffusion Systems(招待講演)
    • 発表場所
      Chinese University of Hong Kong
    • 年月日
      2006-12-14
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] パターン形成とダイナミクス(非線形・非平衡現象の数理4)第3章 : 発熱反応拡散系に現われる時空間パターン2006

    • 著者名/発表者名
      三村 昌泰, 長山 雅晴
    • 出版者
      東京大学出版会
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考] ホームページアドレス

    • URL

      http://blossom1.s.kanazawa-u.ac.jp/professor/research.html

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://blossoml.s.kanazawa-u.ac.jp/professor/research.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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