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結晶成長モデルにおける結晶方位差と三重点に関する数学解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K13446
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分12020:数理解析学関連
研究機関日本大学

研究代表者

水野 将司  日本大学, 理工学部, 准教授 (80609545)

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
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード結晶成長 / 曲率流方程式 / 幾何学的変分問題 / Fokker-Planck方程式 / 結晶方位差 / 三重点
研究成果の概要

結晶粒界の運動に由来する数理モデルの導出とその数学解析を行った.特に,結晶方位差と三重点の相互作用を理解するためのモデルの導出と,そのモデルの適切性,長時間挙動の解析を行った.さらに,モデルの臨界現象を理解するために,空間非一様なエネルギーを有する非線形Fokker-Planck方程式の解析を行った.その結果,結晶方位差と三重点の効果を加えた新しい数理モデルの導出と,その可解性,長時間挙動を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

結晶粒界の運動における臨界現象の理解は特異性の解析の困難さにより,未解明な点が多い.本研究では,この困難さを克服するために,臨界現象による相互作用をホワイトノイズによって表した.このモデリングは,結晶粒界における臨界現象の解明のみならず,様々な特異性の解析に新たな手法を与えるものと考えられる.また,この解析によって得られた新しい公式は結晶粒界の運動の理解を助けるとともに,結晶粒界エネルギーの性質を導くことの助けになると考えられる.

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

    (28件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] Illinois Institute of Technology/The University of Utah/Columbia University(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Illinois Institute of Technology/The University of Utah(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Grain Growth and the Effect of Different Time Scales2022

    • 著者名/発表者名
      Katayun Barmak, Anastasia Dunca, Yekaterina Epshteyn, Chun Liu, Masashi Mizuno
    • 雑誌名

      accepted to Springer AWM series volume "Research in the Mathematics of Materials Science"

      巻: -

    • 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] Motion of Grain Boundaries with Dynamic Lattice Misorientations and with Triple Junctions Drag2021

    • 著者名/発表者名
      Epshteyn Yekaterina、Liu Chun、Mizuno Masashi
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Mathematical Analysis

      巻: 53 号: 3 ページ: 3072-3097

    • DOI

      10.1137/19m1265855

    • 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] Large time asymptotic behavior of grain boundaries motion with dynamic lattice misorientations and with triple junctions drag2021

    • 著者名/発表者名
      Epshteyn Yekaterina、Liu Chun、Mizuno Masashi
    • 雑誌名

      Communications in Mathematical Sciences

      巻: 19 号: 5 ページ: 1403-1428

    • DOI

      10.4310/cms.2021.v19.n5.a10

    • 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] A curve shortening equation with time-dependent mobility related to grain boundary motions2021

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Masashi、Takasao Keisuke
    • 雑誌名

      Interfaces and Free Boundaries

      巻: 23 号: 2 ページ: 169-190

    • DOI

      10.4171/ifb/453

    • NAID

      120007193023

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A stochastic model of grain boundary dynamics2022

    • 著者名/発表者名
      水野 将司
    • 学会等名
      金沢解析セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 結晶粒界の運動モデルに由来する Fokker-Planck方程式の解の長時間挙動2022

    • 著者名/発表者名
      Epshteyn Yekaterina, Liu Chun, 水野 将司
    • 学会等名
      日本数学会 2022年度 年会 函数方程式論分科会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of grain boundaries with dynamic lattice orientations and triple junction drag2021

    • 著者名/発表者名
      Epshteyn Yekaterina, Liu Chun, Mizuno Masashi
    • 学会等名
      SIAM Conference on Mathematical Aspects of Materials Science(MS21)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A curve shortening equation with time-dependent mobility related to grain boundary motions2021

    • 著者名/発表者名
      Masashi Mizuno, Keisuke Takasao
    • 学会等名
      SIAM Conference on Mathematical Aspects of Materials Science(MS21)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mathematical modeling for grain boundary motion with dynamic lattice misorientations and triple junction drag2021

    • 著者名/発表者名
      水野 将司
    • 学会等名
      第46回偏微分方程式論札幌シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 結晶成長の確率モデルと揺動散逸定理2021

    • 著者名/発表者名
      Epshteyn Yekaterina, Liu Chun, 水野 将司
    • 学会等名
      2021年度応用数学合同研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 結晶粒界の成長モデルに由来する曲線短縮流方程式2020

    • 著者名/発表者名
      水野 将司
    • 学会等名
      応用解析研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 結晶方位差を考慮した結晶粒界の発展方程式の解の存在について2019

    • 著者名/発表者名
      高棹 圭介, 水野 将司
    • 学会等名
      日本数学会 2019年度 秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 変分解析による動的な結晶方位差と三重点を含む結晶粒界のモデリング2019

    • 著者名/発表者名
      水野 将司
    • 学会等名
      界面現象の数理・モデリング研究合宿 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Grain boundary motion with time-dependent misorientation and mobility effects2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Mizuno
    • 学会等名
      Multi-scale seminar, Illinois Institute of Technology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Grain boundary motion with time-dependent misorientation and mobility effects2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Mizuno
    • 学会等名
      Applied Mathematics Seminar, The University of Utah
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mathematical modeling of grain boundary motion including dynamic misorientations and triple junction drag2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Mizuno
    • 学会等名
      The 84th Midwest PDE Seminar
    • 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] Dynamics of Grain Boundaries with Evolving Lattice Orientations and Triple Junctions2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Mizuno
    • 学会等名
      SIAM Conference on Analysis of Partial Differential Equations (PD19)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 結晶方位差と三重点による結晶粒界の発展方程式2019

    • 著者名/発表者名
      Yekaterina Epshteyn, Chun Liu, 水野将司
    • 学会等名
      日本数学会 2019年度 年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 結晶成長の数理と結晶方位差, 三重点の関係2019

    • 著者名/発表者名
      水野将司
    • 学会等名
      南大阪応用数学セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 結晶方位差と三重点が時間発展する結晶粒界のダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      水野将司
    • 学会等名
      表面・界面ダイナミクスの数理 17
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 結晶方位差と三重点が時間発展する結晶粒界の発展方程式2019

    • 著者名/発表者名
      水野将司
    • 学会等名
      解析学研究特別セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 結晶方位差と三重点による結晶粒界の発展方程式2018

    • 著者名/発表者名
      Yekaterina Epshteyn, Chun Liu, 水野将司
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2018年度 年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 日本大学理工学部数学科 水野将司 Webpage

    • URL

      http://www.math.cst.nihon-u.ac.jp/~mizuno/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 日本大学理工学部数学科 水野将司

    • URL

      http://www.math.cst.nihon-u.ac.jp/~mizuno

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 日本大学理工学部数学科 水野将司 Webpage

    • URL

      http://trout.math.cst.nihon-u.ac.jp/~mizuno/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 日本大学理工学部数学科 水野将司 Webpage

    • URL

      http://www.math.cst.nihon-u.ac.jp/~mizuno/

    • 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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