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有限要素法による発展方程式の解に対する数値的検証法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K03440
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
研究機関中村学園大学短期大学部

研究代表者

橋本 弘治  中村学園大学短期大学部, 幼児保育学科, 准教授 (40455093)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード数値的検証法 / 発展方程式 / 有限要素法 / 構成的誤差評価
研究成果の概要

数値的安定性が保証された全離散有限要素スキームを用いた、発展方程式に対する数値的検証法を構築した。そして、実際問題として発展型の反応拡散方程式の安定定常解付近までの解軌道の検証に成功した。特に、これまで検証例のなかった、zero解以外の安定定常解の解軌道を精度保証付き数値計算により捉えることが出来たことは本研究の優位性を示している。これにより精度保証の長年の念願であった解析的手法ではなく、数値解析手法としての有限要素法を基盤とする発展方程式に対する数値的検証法の基礎は構築された。更に、共同研究としてFjita型方程式の爆発解に対して爆発時刻の評価に成功して、提案手法の有用性を示すことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでに提案されていなかった一般的な数値計算法である有限要素法を基盤とする発展方程式の解軌道に対する数値的検証法の構築により、発展方程式に対する新たな数値解法を提案することができた。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Constructive error analysis of a fulldiscrete finite element method for the heat equations2019

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto, K., Kimura, T., Minamoto, T., Nakao, M.T.
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 36 号: 3 ページ: 777-790

    • DOI

      10.1007/s13160-019-00362-6

    • 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] Constructive error analysis of a full-discrete finite element method for the heat equation2019

    • 著者名/発表者名
      Kouji Hashimoto , Takuma Kimura , Teruya Minamoto , Mitsuhiro Nakao
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 印刷中

    • NAID

      210000186122

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 非線形放物型方程式の解の検証における初期値分離型評価の包含効果抑制について2020

    • 著者名/発表者名
      木下武彦, 橋本弘治, 中尾充宏
    • 学会等名
      日本数学会2020年度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 藤田型方程式の解の爆発時間に対する計算機を用いた数値的包含方法について2020

    • 著者名/発表者名
      水口信, 関根晃太, 橋本弘治, 中尾充宏, 大石進一
    • 学会等名
      応用数学合同研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Constructive error analysis of a full-discrete finite element method for the heat equation2019

    • 著者名/発表者名
      Kouji Hashimoto
    • 学会等名
      The 9th 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
  • [学会発表] 非線形発展方程式の初期値問題に対する数値的検証法2019

    • 著者名/発表者名
      橋本弘治
    • 学会等名
      第24回情報・統計科学シンポジウ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 発展方程式の初期値問題に対する数値的検証法2018

    • 著者名/発表者名
      橋本弘治
    • 学会等名
      第2回 精度保証付き数値計算の実問題への応用研究集会 (NVR 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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