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可積分系の離散的方法を基盤とした非線形波動解析のための計算アルゴリズムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K03435
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分12040:応用数学および統計数学関連
研究機関早稲田大学

研究代表者

丸野 健一  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80380674)

研究分担者 太田 泰広  神戸大学, 理学研究科, 教授 (10213745)
筧 三郎  立教大学, 理学部, 教授 (60318798)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード応用可積分系 / 可積分アルゴリズム / 2次元波動パターン / 解構造保存離散化 / 自己適合移動格子スキーム / 離散可積分系 / ソリトン / パフィアン / 構造保存型差分スキーム / 非線形波動 / 2次元非線形波動パターン / 可積分系 / ローグ波 / 三角形分割 / 離散微分幾何 / 離散数理構造
研究成果の概要

可積分系の研究において見出された離散数理構造を積極的に用いて複雑な波動現象解明のための革新的な計算手法を開発することを目標として研究を行なった。具体的には、(1) 離散可積分系研究で見出された手法を基盤とした高精度で高速な構造保存型差分スキームの開発およびその数理的性質の研究、(2) 2次元波動パターンのある時刻における情報からそのパターンを生成する厳密解を構成し波動パターンの時間発展を予測する計算アルゴリズムの開発に取り組んだ。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題は可積分系の研究において見出された離散数理構造を積極的に用いて複雑な波動現象解明のための革新的な計算手法を開発することが目標であるが,得られた研究成果によって従来の手法では困難であった計算、解析を可能となった。本研究課題で得られた成果をさらに発展させることで複雑な波動現象の解析が容易になることが期待される。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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
  • 研究成果

    (59件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 7件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 12件、 招待講演 11件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] State University of New York, Buffalo/University of Texas Rio Grande Valley(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Lishui University(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] オハイオ州立大学/テキサス大学リオグランデバレー校(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Lishui大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Lishui University/East China Normal University(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Texas Rio Grande Valley/Ohio State University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] The coupled modified Yajima-Oikawa system: Model derivation and soliton solutions2023

    • 著者名/発表者名
      Chen Junchao、Feng Bao-Feng、Maruno Ken-ichi
    • 雑誌名

      Physica D: Nonlinear Phenomena

      巻: 448 ページ: 133695-133695

    • DOI

      10.1016/j.physd.2023.133695

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Soliton resonance and web structure in the Davey-Stewartson system2022

    • 著者名/発表者名
      Biondini Gino、Kireyev Dmitri、Maruno Ken-ichi
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 55 号: 30 ページ: 305701-305701

    • DOI

      10.1088/1751-8121/ac78db

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A systematic construction of integrable delay-difference and delay-differential analogues of soliton equations2022

    • 著者名/発表者名
      Nakata Kenta、Maruno Ken-ichi
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 55 号: 33 ページ: 335201-335201

    • DOI

      10.1088/1751-8121/ac7f07

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 一般的な境界条件での自己適合移動格子スキーム2021

    • 著者名/発表者名
      丸野健一,太田泰広
    • 雑誌名

      津田塾大学数学・計算機科学研究所所報 オンライン研究集会「非線形波動から可積分系へ」

      巻: 42 ページ: 93-102

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Pfaffian 解を持つ Hungry Lotka-Volterra 型方程式2021

    • 著者名/発表者名
      志波直明 , 田中悠太 , 丸野健一
    • 雑誌名

      津田塾大学数学・計算機科学研究所所報 オンライン研究集会「非線形波動から可積分系へ」

      巻: 42 ページ: 83-92

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] BKP方程式のソリトン解の分類2020

    • 著者名/発表者名
      田中悠太,丸野健一,児玉裕治
    • 雑誌名

      応用力学研究所研究集会報告

      巻: 2019AO-S2 ページ: 31-36

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ソリトン方程式のnonlocal reductionとdelay reduction2020

    • 著者名/発表者名
      常松愛加,田中悠太,丸野健一
    • 雑誌名

      応用力学研究所研究集会報告

      巻: 2019AO-S2 ページ: 144-150

    • 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] Isoperimetric deformations of curves on the Minkowski plane2019

    • 著者名/発表者名
      Hyeongki Park, Jun-ichi Inoguchi, Kenji Kajiwara, Ken-ichi Maruno, Nozomu Matsuura and Yasuhiro Ohta
    • 雑誌名

      International Journal of Geometric Methods in Modern Physics

      巻: 印刷中 号: 07 ページ: 1950100-1950100

    • DOI

      10.1142/s0219887819501007

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-order rogue waves of a long-wave?short-wave model of Newell type2019

    • 著者名/発表者名
      Chen Junchao、Chen Liangyuan、Feng Bao-Feng、Maruno Ken-ichi
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 100 号: 5 ページ: 052216-052216

    • DOI

      10.1103/physreve.100.052216

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] General High-order Rogue Waves of the (1+1)-Dimensional Yajima-Oikawa System2018

    • 著者名/発表者名
      Junchao Chen, Yong Chen, Bao-Feng Feng, Ken-ichi Maruno, Yasuhiro Ohta
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 9 ページ: 094007-094007

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.094007

    • NAID

      40021662378

    • 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] The Derivative Yajima-Oikawa System: Bright, Dark Soliton and Breather Solutions2018

    • 著者名/発表者名
      Junchao Chen, Bao‐Feng Feng, Ken‐ichi Maruno, Yasuhiro Ohta
    • 雑誌名

      Studies in Applied Mathematics

      巻: 141 号: 2 ページ: 145-185

    • DOI

      10.1111/sapm.12216

    • 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] DKP方程式のソリトン解のロンスキ型パフィアン表示とネットワーク2018

    • 著者名/発表者名
      城戸真弥,渡邉靖之,田中悠太,筧三郎,丸野健一
    • 雑誌名

      九州大学応用力学研究所研究集会報告

      巻: 29AO-S7 (1) ページ: 42-48

    • 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] ソリトンとネットワーク2018

    • 著者名/発表者名
      田中悠太,城戸真弥,渡邉靖之,筧三郎,丸野健一
    • 雑誌名

      応用力学研究所研究集会報告

      巻: 29AO-S7 (1) ページ: 131-137

    • 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] Davey-Stewartson II 方程式のdark型線ソリトン相互作用と三角形分割2018

    • 著者名/発表者名
      巣山大地, 永原新, 丸野健一
    • 雑誌名

      九州大学応用力学研究所研究集会報告

      巻: 29AO-S7 (1) ページ: 138-144

    • 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] Davey-Stewartson 2方程式のダーク型線ソリトン相互作用の理論解析2018

    • 著者名/発表者名
      巣山大地, 永原新, 丸野健一
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2076 ページ: 211-223

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Exact solutions and soliton interactions of two-dimensional soliton equations2023

    • 著者名/発表者名
      丸野健一
    • 学会等名
      研究集会Recent Advances in Nonlinear Water Waves
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 2+1 次元表面張力波における長波短波相互作用とその多成分化2023

    • 著者名/発表者名
      沢田陽宏, 筧三郎, 丸野健一
    • 学会等名
      日本応用数理学会第19回研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Physics-informed neural networkによるソリトン方程式のシミュレーション2023

    • 著者名/発表者名
      高橋健,丸野健一
    • 学会等名
      日本応用数理学会第19回研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 遅延箱玉系のソリトン相互作用パターンの分類と解析2023

    • 著者名/発表者名
      松岡宏,中田 健太, 根岸幹太, 丸野 健一
    • 学会等名
      日本応用数理学会第19回研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Integrable discretizations of integrable nonlinear differential equa- tions with hodograph transformations2022

    • 著者名/発表者名
      丸野健一
    • 学会等名
      Isaac Newton Institute for Mathematical Sciences セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 遅延ソリトン方程式の構成と遅延箱玉系2022

    • 著者名/発表者名
      中田 健太, 根岸幹太, 丸野 健一
    • 学会等名
      研究集会「非線形波動から可積分系へ2022」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 2+1 次元表面張力波における長波短波相互作用2022

    • 著者名/発表者名
      沢田陽宏, 筧三郎, 丸野健一
    • 学会等名
      研究集会「非線形波動から可積分系へ2022」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] N-ソリトン解を持つ遅延 KdV、遅延ブシネスク、遅延 KP 方程式の構成2022

    • 著者名/発表者名
      中田 健太, 丸野 健一
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 遅延離散ロトカ・ボルテラ方程式の超離散化と遅延箱玉系2022

    • 著者名/発表者名
      根岸幹太, 中田 健太, 丸野 健一
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] ホドグラフ変換に関わる非線形微分方程式の解構造を保存する離散化: 解構造を保存する適合格子細分化法2022

    • 著者名/発表者名
      丸野健一
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会「可積分系数理の発展とその応用」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ホドグラフ変換が関わる非線形微分方程式の解構造を保存する離散化:解構造を保存する適合格子細分化法2022

    • 著者名/発表者名
      丸野 健一
    • 学会等名
      モビリティ数理オンラインセミナー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 可積分系と非線形水波に関連する最近の研究について2022

    • 著者名/発表者名
      丸野 健一
    • 学会等名
      オンライン研究集会「大振幅・非線形海洋波の数理の展望」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Pfaffian解を持つHungry Lotka-Volterra型方程式とソリトン解2021

    • 著者名/発表者名
      志波 直明 , 田中 悠太 , 中田 健太 , 丸野 健一
    • 学会等名
      日本応用数理学会2021年度年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] N ソリトン解を持つ遅延ソリトン方程式の構成法2021

    • 著者名/発表者名
      中田 健太, 丸野 健一
    • 学会等名
      オンライン研究集会「非線形波動と可積分系」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] パフィアン解を持つ Hungry Lotka-Volterra 型方程式のソリトン相互作用2021

    • 著者名/発表者名
      志波 直明, 田中 悠太, 中田 健太, 丸野 健一
    • 学会等名
      オンライン研究集会「非線形波動と可積分系」 2021年11月6日
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 一般的な境界条件での自己適合移動格子スキーム2021

    • 著者名/発表者名
      丸野 健一
    • 学会等名
      第5回 精度保証付き数値計算の実問題への応用研究集会 (NVR 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] SIR モデルの解構造を保存する離散化と厳密解2021

    • 著者名/発表者名
      丸野健一,田中悠太
    • 学会等名
      日本応用数理学会第17回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] 多ソリトン解を持つ可積分系の遅延化2021

    • 著者名/発表者名
      中田健太, 丸野健一
    • 学会等名
      日本応用数理学会第17回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] 一般的な境界条件での自己適合移動格子スキームと数値計算2021

    • 著者名/発表者名
      丸野健一,太田泰広
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 自己適合移動格子スキームの最近の進展2021

    • 著者名/発表者名
      丸野健一
    • 学会等名
      研究集会「非線形海洋波の数理とその応用」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 一般的な境界条件での自己適合移動格子スキーム2020

    • 著者名/発表者名
      丸野健一,太田泰広
    • 学会等名
      オンライン研究集会「非線形波動から可積分系へ」津田塾大学数学計算機科学研究所
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Pfaffian 解を持つ Hungry Lotka-Volterra 型方程式2020

    • 著者名/発表者名
      志波直明 , 田中悠太 , 丸野健一
    • 学会等名
      オンライン研究集会「非線形波動から可積分系へ」津田塾大学数学計算機科学研究所
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] The 2nd JNMP Conference on Nonlinear Mathematical Physics2019

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Maruno
    • 学会等名
      Integrable discretizations of integrable systems and motion of discrete curves
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integrable discretizations of the complex WKI equation and numerical computation of a vortex filament2019

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Maruno
    • 学会等名
      ISLAND V: Integrable systems, special functions and combinatorics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integrable discretizations of the complex WKI equation and numerical computation of a vortex filament2019

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Maruno
    • 学会等名
      International Congress on Industrial and Applied Mathematics (ICIAM) 2019
    • 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] 自己適合移動格子スキームの境界条件2019

    • 著者名/発表者名
      丸野健一
    • 学会等名
      研究集会「非線形波動研究の多様性」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] BKP方程式のソリトン解の分類2019

    • 著者名/発表者名
      田中悠太,丸野健一,児玉裕治
    • 学会等名
      研究集会「非線形波動研究の多様性」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ソリトン方程式のnonlocal reductionとdelay reduction2019

    • 著者名/発表者名
      常松愛加,田中悠太,丸野健一
    • 学会等名
      研究集会「非線形波動研究の多様性」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical and analytical studies of the KP1 equation2019

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Maruno
    • 学会等名
      Mini Symposium on Integrable Systems
    • 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] Integrable discretization of soliton equations and numerical computations2019

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Maruno
    • 学会等名
      2019 28th Annual Workshop on Differential Equations
    • 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] An integrable discretization of the complex WKI equation and a vortex filament2019

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Maruno, Shinya Kido, Satomi Nakamura
    • 学会等名
      AMS Spring Central and Western Joint Sectional Meeting
    • 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] BKP方程式のGram型Pfaffian解とそのソリトン相互作用2019

    • 著者名/発表者名
      田中悠太,丸野健一,児玉裕治
    • 学会等名
      日本応用数理学会2019年研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Discrete structures of integrable systems and its applications2018

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Maruno
    • 学会等名
      2018 ICIAM Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DKP solitons and networks2018

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Maruno
    • 学会等名
      The 12th AIMS 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] The interactions of dark line solitons in the Davey-Stewartson II system2018

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Maruno
    • 学会等名
      Workshop on Nonlinear Water Waves
    • 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] KP方程式と結合型KP方程式のソリトン相互作用の解析2018

    • 著者名/発表者名
      田中悠太, 城戸真弥, 渡邉靖之, 丸野健一, 筧三郎
    • 学会等名
      非線形波動現象の数理とその応用
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Soliton interactions of the KP and DKP equations and their network diagrams2018

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Maruno
    • 学会等名
      JSPS Almuni Association Seminar
    • 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・シンポジウム開催] Symmetries and Integrability of Difference Equations 132018

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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