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固有値問題の高速高精度解法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K11343
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60100:計算科学関連
研究機関福岡工業大学

研究代表者

宮田 考史  福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (90581645)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード高速高精度アルゴリズム / 固有値問題 / 並列計算 / 計算科学
研究成果の概要

本研究は、固有値問題を解くためのアルゴリズムの研究を行った。
(1)ネットワーク解析に現れる大規模固有値問題を対象に、高速アルゴリズムの開発を行った。並列計算機上で数値実験を行った結果、提案法は高速に精度の良い解が得られた。(2)既存の有力な固有値計算アルゴリズムに対して、その収束特性を解析した。本解析の結果、アルゴリズムの高速性が発揮される条件を明らかにし、アルゴリズムの適切な使用法を示すことができた。(3)大規模な一般化エルミート固有値問題を解くための反復アルゴリズムの開発に取り組んだ。数値実験の結果、既存のアルゴリズムよりも提案法は速い収束性を示し、高速に解を得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

固有値問題は応用分野に応じて多様な形式を有する複合的な工学問題であり、電子状態計算や構造解析、安定性解析など、様々な応用分野に現れる。特に近年の計算機の発達に伴って、扱う問題規模や複雑さが著しく増加しており、より速く、より正確に問題を解けるような高速高精度アルゴリズムの開発が求められる。
本研究は応用分野に現れる固有値問題を解くため、高速高精度アルゴリズムの研究に取り組んだ。本研究で開発を行ったアルゴリズムに関する研究は、応用諸分野に役立てるための基盤であり、今後益々発展に取り組む必要がある。

報告書

(5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
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A Riccati-type algorithm for solving generalized Hermitian eigenvalue problems2021

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Miyata
    • 雑誌名

      The Journal of Supercomputing

      巻: 77 号: 2 ページ: 2091-2102

    • DOI

      10.1007/s11227-020-03331-w

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Correction-Based Iterative Methods for Eigenvalue Problems2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Miyata
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E101.A 号: 10 ページ: 1668-1675

    • DOI

      10.1587/transfun.E101.A.1668

    • NAID

      130007494286

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2018-10-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A heuristic search algorithm based on subspaces for PageRank computation2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Miyata
    • 雑誌名

      The Journal of Supercomputing

      巻: 74 号: 7 ページ: 3278-3294

    • DOI

      10.1007/s11227-018-2383-9

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [図書] 数値線形代数の数理とHPC2018

    • 著者名/発表者名
      宮田考史(分担執筆、pp.74-87)
    • 総ページ数
      336
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320019553
    • 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: 2023-01-30  

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