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境界要素法におけるCalderonの前処理の新しい実装法

研究課題

研究課題/領域番号 18K18063
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分60100:計算科学関連
研究機関京都大学

研究代表者

新納 和樹  京都大学, 情報学研究科, 助教 (10728182)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードCalderonの前処理 / 境界要素法 / 境界積分方程式 / Laplace方程式 / Helmholtz方程式 / Maxwell方程式
研究成果の概要

本研究では偏微分方程式の数値解法の一つである境界要素法において,線型方程式を反復法で解く際の高速化法であるCalderonの前処理の新しい実装法を提案した.Calderonの前処理は他の前処理と比べて大幅に反復回数を削減できるという利点を持つ一方で,離散化の際に特殊な基底関数が必要になるために一回の反復にかかる計算時間が増加するという欠点があった.本研究では作用素の正則化法を上手くCalderonの前処理に現れる作用素に適用することで,特殊な基底関数を用いないCalderonの前処理を提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した数値解法はLaplace方程式やHelmholtz方程式,Maxwell方程式など応用上重要な様々な方程式に適用可能であり,特に自由度が大きい問題に対して効果的であるため,様々な工学の分野で現れる大規模問題を解くための基礎的研究として重要であると考えられる.また本研究では新しい前処理法を開発しただけではなく,この前処理法が一見異なる既存の定式化とよく似ていることを発見し,これによって精度を改善した新しい積分方程式の定式化の開発などへとつながっているため,学術的にも今後の発展性のある研究であると言える.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 11件、 招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Hilbert型変換を用いた一次元熱方程式に対する有限要素法について2019

    • 著者名/発表者名
      新納和樹,半澤美紗樹,Olaf Steinbach
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: 19 ページ: 95-98

    • NAID

      40022338181

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Stability of boundary element methods for the two dimensional wave equation in time domain revisited2019

    • 著者名/発表者名
      Mio Fukuhara, Ryota Misawa, Kazuki Niino, Naoshi Nishimura
    • 雑誌名

      Engineering Analysis with Boundary Elements

      巻: 108 ページ: 321-338

    • DOI

      10.1016/j.enganabound.2019.08.015

    • NAID

      120006764463

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calderonの前処理を用いた3次元Laplace方程式に対する境界積分方程式の離散化について2018

    • 著者名/発表者名
      新納和樹、大塚悠貴、西村直志
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: 18

    • NAID

      40021749300

    • 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
  • [学会発表] A formulation of the preconditioned EFIE using the Hdiv inner product with a single layer potential2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Niino
    • 学会等名
      IEEE AP-S/URSI 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3次元Helmholtz方程式に対する境界要素法における部分積分を用いたCalderonの前処理について2020

    • 著者名/発表者名
      田原寛太
    • 学会等名
      計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Laplace方程式の基本会を用いたHdiv内積によるEFIEの離散化について2020

    • 著者名/発表者名
      森本菖
    • 学会等名
      計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A discretisation method for the electric field integral equation using the Hdiv inner product without the barycentric refinement2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Niino
    • 学会等名
      ICEAA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Discretisation of the EFIE using the Hdiv inner product without the Buffa-Christiansen basis function2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Niino
    • 学会等名
      Waves
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Galerkin discretisation for the EFIE with the Calderonpreconditioning using the integration by parts2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Niino
    • 学会等名
      URSI EMTS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Eigenvalue computations for periodic boundary vlaue problems for Maxwell's equations with the periodic FMMs and the Sakurai-Sugiura projection method2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Niino
    • 学会等名
      Taiwan-Japan joint workshop on inverse problems and related topics in Kyoto
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A formulation fo the electric field integral equation with Calderon's preconditioning using integration by parts2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Niino
    • 学会等名
      ICOME2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 境界要素法における重心要素を用いないCalderonの前処理に関する一考察2019

    • 著者名/発表者名
      新納和樹
    • 学会等名
      理論応用力学講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A discretisation method for the elctric field integral equation using the Hdiv inner product without the barycentric refinement2019

    • 著者名/発表者名
      新納和樹
    • 学会等名
      International conference on electromagnetics in advanced 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 galerkin discretisation for the EFIE with the Calderon preconditioning using the integration by parts2019

    • 著者名/発表者名
      新納和樹
    • 学会等名
      International symposium on electromagnetic theory
    • 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] Eigenvalue computations for periodic boundary value problems for Maxwell's equations with the periodic FMMs and the Sakurai-Sugiura projection method2019

    • 著者名/発表者名
      新納和樹
    • 学会等名
      Taiwan-Japan joint workshop on inverse problems and related topics
    • 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] Computation of layer potentials in the BEM with the space-time method for the heat equation in 2D2018

    • 著者名/発表者名
      新納和樹
    • 学会等名
      IABEM symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Calderon's preconditioning for the EFIE without the barycentric elements2018

    • 著者名/発表者名
      新納和樹
    • 学会等名
      IEEE International symposium on antenna and propagation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 境界要素法における重心要素を用いないCladeronの前処理に関する一考察2018

    • 著者名/発表者名
      新納和樹
    • 学会等名
      日本応用数理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元Laplace方程式に対する境界要素法における分割メッシュを用いないCalderonの前処理について2018

    • 著者名/発表者名
      大塚悠貴
    • 学会等名
      計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] New trends in computational electromagnetics2020

    • 著者名/発表者名
      Ozgur Ergul
    • 総ページ数
      500
    • 出版者
      Scitech Pub Inc
    • ISBN
      1785615483
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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