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正則化法による逆問題の高精度近似理論と次世代計算環境による数値的実現

研究課題

研究課題/領域番号 23740075
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関京都大学

研究代表者

藤原 宏志  京都大学, 情報学研究科, 助教 (00362583)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード多倍長計算 / 正則化法 / 数値的不安定性 / 非適切問題 / 高精度シュミレーション / 多倍長数値計算 / 高精度シミュレーション
研究概要

数値的に不安定性な問題に対する多倍長計算の有効性を示し,正則化法および再生核理論に基づく高精度離散化と合わせて非適切問題の高精度数値計算を実現した.また広く知られている安定性条件のもとでも丸め誤差が指数的に増大する例を構成して数値実験と理論解析の双方で示し,丸め誤差の影響と偏微分方程式の数値解析における安定性理論とが密接にかかわるものの本質的に異なる概念であることを明確にし,数値計算の信頼性について新たな知見を得た.

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (29件) (うち招待講演 1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Courant-Friedrichs-Lewy条件についての注意2014

    • 著者名/発表者名
      安部公輔,東森信就,久保雅義,藤原宏志,磯祐介
    • 雑誌名

      日本応用数理学会論文誌

      巻: Vol.24 ページ: 15-26

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Courant-Friedrichs-Lewy条件についての注意2014

    • 著者名/発表者名
      安部公輔, 東森信就, 久保雅義, 藤原宏志, 磯祐介
    • 雑誌名

      日本応用数理学会論文誌

      巻: 24 ページ: 15-26

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aveiro Discretization Method in Mathematics: A New Discretization Principle2014

    • 著者名/発表者名
      L.P. Castro, H. Fujiwara, M.M. Rodrigues, S. Saitoh and V. K. Tuan
    • 雑誌名

      Mathematics Without Boundaries; Surveys in Pure Mathematics, Pardalos, Panos M., Rassias, Themistocles M. (Eds.

      巻: 単行本のためなし

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How to catch smoothing properties and analyticity of functions by computers?2014

    • 著者名/発表者名
      L. P. Castro, H. Fujiwara, T.Qian, and S.Saitoh
    • 雑誌名

      Mathematics Without Boundaries; Surveys in Pure Mathematics, Pardalos, Panos M., Rassias, Themistocles M. (Eds.)

      巻: 単行本のためなし

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new discretization method by means of reproducing kernels, Interactions between real and complex analysis (Eds. Le Hung Son and Wolgang Tutscheke)2012

    • 著者名/発表者名
      L. P. Castro, H. Fujiwara, M. M. Rodriguess, and S. Saitoh
    • 雑誌名

      Sci. and Tech. Publication House

      ページ: 185-223

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3次元輻射輸送方程式の境界値問題の数値計算とその応用2012

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: Vol.12 ページ: 43-48

    • NAID

      40019557509

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fundamental Error Estimate Inequalities for the Tikhonov Regularization Using Reproducing Kernels2012

    • 著者名/発表者名
      L. P. Castro, H. Fujiwara, S. Saitoh, Y. Sawano, A. Yamada, and M. Yamada
    • 雑誌名

      International Series of Numerical Mathematics, (Inequalities and Applications 2010)

      巻: Vol.161 ページ: 87-101

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非適切問題の数値計算における丸め誤差の評価について2012

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 雑誌名

      第61回理論応用力学講演会講演論文集

    • NAID

      130005020788

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A new discretization method by means of reproducing kernels2012

    • 著者名/発表者名
      L. P. Castro, H. Fujiwara, M. M. Rodriguess, and S. Saitoh
    • 雑誌名

      Interactions between real and complex analysis

      巻: なし ページ: 185-223

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fundamental Error Estimate Inequalities for the Tikhonov Regularization Using Reproducing Kernels2012

    • 著者名/発表者名
      Luis P. Castro,Hiroshi Fujiwara,Saburou Saitoh,Yoshihiro Sawano, Akira Yamada, and Masato Yamada
    • 雑誌名

      International Series of Numerical Mathematics

      巻: 161 ページ: 87-101

    • DOI

      10.1007/978-3-0348-0249-9_6

    • ISBN
      9783034802482, 9783034802499
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 輸送方程式の初期・境界値問題に対する差分法と台形公式による数値解析2012

    • 著者名/発表者名
      東森信就,藤原宏志
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録「科学技術計算における理論と応用の新展開」

      巻: 1791 ページ: 122-130

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 3次元Voigt型粘弾性方程式の数値計算の試み2012

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 雑誌名

      第61回理論応用力学講演会講演論文集

      巻: 巻号なし

    • NAID

      130005020735

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] GPU上の多倍長数値計算環境による複素逆 Laplace変換の高速化2011

    • 著者名/発表者名
      眞鍋秀悟,藤原宏志
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: Vol.11 ページ: 31-34

    • NAID

      40019131449

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多倍長計算による高精度計算の実現に向けて2011

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 雑誌名

      応用数理

      巻: Vol.21 ページ: 247-258

    • NAID

      110009426131

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] GPU上の多倍長数値計算環境による複素逆Laplace変換の高速化2011

    • 著者名/発表者名
      眞鍋秀悟、藤原宏志
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: 11 ページ: 31-34

    • NAID

      40019131449

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approximate Steady State Models for Magnetic Resonance Elastography2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Jiang, H. Fujiwara, and G. Nakamura
    • 雑誌名

      SIAM J. on Applied Mathematics

      巻: 71 ページ: 1965-1989

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Accurate Computation of One-Loop Integrals by Several Hundred Digits Multiple-Precision Arithmetic2011

    • 著者名/発表者名
      H. Fujiwara
    • 雑誌名

      Proceedings of 3rd Computational Particle Physics Workshop

      巻: PoS(CPP2010)013

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Aveiro Discretization Method in Mathematics : A New Discretization Principle, Mathematics Without Boundaries; Surveys in Pure Mathematics (Eds. P. M. Pardalos, T. M Rassias)

    • 著者名/発表者名
      L. P. Castro, H. Fujiwara, M. M. Rodrigues, S. Saitoh and V. K. Tuan
    • 巻
      (掲載決定)(Springer)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How to catch smoothing properties and analyticity of functions by computers? Mathematics Without Boundaries; Surveys in Pure Mathematics (Eds. P. M. Pardalos, T. M Rassias)

    • 著者名/発表者名
      L. P. Castro, H. Fujiwara, T. Qian, and S. Saitoh
    • 巻
      (掲載決定)(Springer)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 数値解析学と多倍長計算による高精度・高信頼な数値計算の実現2013

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 学会等名
      日本学術会議第3回計算力学シンポジウム
    • 発表場所
      日本学術会議講堂
    • 年月日
      2013-12-03
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Courant-Friedrichs-Lewy条件についての一つの注意2013

    • 著者名/発表者名
      安倍公輔,東森信就,久保雅義,藤原宏志,磯祐介
    • 学会等名
      日本数学会2013年度秋季総合分科会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2013-09-27
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] exflibによる平行Poiseuille流れの不安定性解析の高精度化2013

    • 著者名/発表者名
      渡部善隆,藤原宏志,中尾充宏
    • 学会等名
      日本応用数理学会2013年度年会
    • 発表場所
      アクロス福岡
    • 年月日
      2013-09-09
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] A remark on the Courant-Friedrichs-Lewy condition in finite difference approach to PDE's2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Iso and H. Fujiwara
    • 学会等名
      EASIAM-CIAM 2013
    • 発表場所
      the Newton Hotel, Bandung
    • 年月日
      2013-06-19
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 数値計算の信頼性―数値解析学と多倍長計算の視点から2013

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 学会等名
      20130219
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館
    • 年月日
      2013-02-19
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 数値解析学と多倍長計算による高精度・高信頼な数値計算の実現2013

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 学会等名
      日本学術会議 第3回計算力学シンポジウム
    • 発表場所
      日本学術会議講堂
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A remark on the Courant-Friedrichs-Lewy condition in finite difference approach to PDE's2013

    • 著者名/発表者名
      Yuusuke Iso, Hiroshi Fujiwara
    • 学会等名
      The 9th East Asia SIAM Conference
    • 発表場所
      The Newton Hotel, Bandung
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Courant-Friedrichs-Lewy 条件についての一つの注意2013

    • 著者名/発表者名
      安部公輔, 東森信就, 久保雅義, 藤原宏志, 磯祐介
    • 学会等名
      日本数学会2013年度秋季総合分科会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 数値計算の信頼性 - 数値解析学と多倍長計算の視点から2013

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 学会等名
      第14回情報学シンポジウム 数値シミュレーションと情報学
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] High-Accurate Numerical Evaluation of One-Loop Integrals2013

    • 著者名/発表者名
      H. Fujiwara
    • 学会等名
      Intensive Seminar on Applied Analysis in Arima
    • 発表場所
      ミントリゾートインアリマ、神戸
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値的不安定性と丸め誤差の問題に対する多倍長計算の利用2013

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 学会等名
      非破壊検査の数理 - 実用に必要な理論
    • 発表場所
      九州大学マス・フォア・インダストリ研究所
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] MR Elastography : MRIをもちいた非侵襲剛性率分布測定の数値計算について2013

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 学会等名
      非破壊検査の数理 - 実用に必要な理論
    • 発表場所
      九州大学マス・フォア・インダストリ研究所
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 科学技術計算のための多倍長計算環境の開発と応用2013

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 学会等名
      計算力学と逆問題に対する数値解析2013
    • 発表場所
      福岡大学セミナーハウス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] exflibにおける多倍長区間演算Fortranインターフェースとその応用2012

    • 著者名/発表者名
      渡部善隆,藤原宏志
    • 学会等名
      日本応用数理学会2012年研究部会連合発表会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2012-03-08
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Introduction to multiple-precision arithmetic for reliable computations2012

    • 著者名/発表者名
      H. Fujiwara
    • 学会等名
      Workshop on Applied Inverse Problems
    • 発表場所
      National Cheng Kung University, Tainan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 降水リトリーバルと逆問題2012

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 学会等名
      「地球気象気候現象のデータ解析とモデルの精密化」ワークショップ
    • 発表場所
      北海道大学理学研究院
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 高精度光伝播シミュレーションのための輻射輸送方程式の数値解析と数値計算2012

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 学会等名
      第2回 画像逆問題の数理解析研究会
    • 発表場所
      国立情報学研究所
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical Challenges to the Three Dimensional Stationary Radiative Transport Equation2012

    • 著者名/発表者名
      H. Fujiwara
    • 学会等名
      ICOME2012/JASCOME symposium 2012
    • 発表場所
      京都大学学友会館
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Multiple-precision arithmetic for scientific computation2012

    • 著者名/発表者名
      H. Fujiwara
    • 学会等名
      Workshop on GPGPU/High-Accurate Computation in Arima 2012
    • 発表場所
      ミントリゾートインアリマ、神戸
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 光伝播モデルとしての3次元輻射輸送方程式と拡散近似の比較2012

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志、東森信就
    • 学会等名
      第15回光脳機能イメージング研究会
    • 発表場所
      星陵会館、東京
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体の光学特性値測定のための3次元輻射輸送方程式の数値計算法の開発と応用2012

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志、東森信就
    • 学会等名
      第14回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • 発表場所
      京王プラザホテル札幌
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical Analysis and Computations for the Radiative Transport Equation2012

    • 著者名/発表者名
      H. Fujiwara
    • 学会等名
      The 8th East Asia SIAM Conference
    • 発表場所
      National Taiwan University, Taipei
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 非適切問題の数値計算における丸め誤差の評価について2012

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 学会等名
      第61回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元Voigt型粘弾性方程式の数値計算の試み2012

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 学会等名
      第61回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Direct treatment of numerical instability of inverse Laplace transforms using multiple-precision arithmetic2011

    • 著者名/発表者名
      H. Fujiwara
    • 学会等名
      Laplace Transform Methods and Thier Applications
    • 発表場所
      National Institute for Mathematical Science, Daejeon, Korea
    • 年月日
      2011-11-04
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Remarks on Numerical Instability of Complex Inverse Laplace Transforms Using Multiple-Precision Arithmetic2011

    • 著者名/発表者名
      H. Fujiwara
    • 学会等名
      The 7th EASIAM Conference 2011
    • 発表場所
      早稲田大学北九州キャンパス
    • 年月日
      2011-06-29
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Direct treatment of numerical instability of inverse Laplace transforms using multiple-precision arithmetic2011

    • 著者名/発表者名
      H. Fujiwara
    • 学会等名
      Laplace Transform Methods and Thier Applications(招待講演)
    • 発表場所
      National Institute for Mathematical Science, Daejeon
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 光トモグラフィーの基礎 - 次代を拓くためのアプローチ2011

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 学会等名
      日本ヒト脳機能マッピング学会(招待講演)
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Remarks on Numerical Instability of Complex Inverse Laplace Transforms Using Multiple-Precision Arithmetic2011

    • 著者名/発表者名
      H. Fujiwara
    • 学会等名
      The 7th EASIAM Conference 2011
    • 発表場所
      Waseda University, Kitakyushu Campus
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [備考] 構築した多倍長計算ソフトウエアを http://www-an.acs.i.kyoto-u.ac.jp/~fujiwara/exflib で公開しており,ダウンロードして利用することができる.また区間演算による精度保証計算の一例として,数値的に不安定な問題として知られるHilbert行列の条件数を調べたものを http://www-an.acs.i.kyoto-u.ac.jp/~fujiwara/exflib/hilbert40.html に示している

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] exflib home page

    • URL

      http://www-an.acs.i.kyoto-u.ac.jp/~fujiwara/exflib

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 多倍長計算環境 exflib

    • URL

      http://www-an.acs.i.kyoto-u.ac.jp/~fujiwara/exflib

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 実装を進めている多倍長計算環境は、以下の URL にて公開している。

    • URL

      http://www-an.acs.i.kyoto-u.ac.jp/~fujiwara/exflib

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2011-08-05   更新日: 2023-03-16  

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