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精度保証付き数値計算による無限次元逆作用素の最適評価とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 24340018
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関九州大学

研究代表者

渡部 善隆  九州大学, 情報基盤研究開発センター, 准教授 (90243972)

研究分担者 長藤 かおり  九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 准教授 (40326426)
連携研究者 中尾 充宏  佐世保工業高等専門学校, 校長 (10136418)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード精度保証付き数値計算 / 偏微分方程式 / 計算機援用証明 / 関数解析 / 無限次元固有値問題 / 不動点定理 / 応用数学 / 関数方程式論 / 微分方程式 / 精度保証 / 非線形解析 / 固有値解析
研究成果の概要

精度保証付き数値計算とは,問題に対する解の存在と誤差限界を数学的に保証する数値計算法である.本研究では,精度保証付き数値計算により,無限次元関数空間における線形作用素の可逆性の検証と,線形作用素の逆作用素を有限次元作用素で一様近似する一般理論の構築に成功した.あわせて,この理論が,逆作用素ノルムの最適評価を与えることを明らかにした.さらに,最適評価の基盤となる大規模有限次元行列に対する特異値の効率的な精度保証付き数値計算アルゴリズムを開発し,構築した理論を非線形関数方程式に対する無限次元Newton法に基づく計算機援用証明などに応用した.

報告書

(4件)
  • 2015 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Some Considerations of the Invertibility Verifications for Linear Elliptic Operators2015

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro T. Nakao, Yoshitaka Watanabe, Takehiko Kinoshita, Takuma Kimura, and Nobito Yamamoto
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 32 号: 2 ページ: 19-32

    • DOI

      10.1137/120894683

    • NAID

      210000173114

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Verified Computations of Eigenvalue Exclosures for Eigenvalue Problems in Hilbert Spaces2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Watanabe, Kaori Nagatou, Michael Plum, and Mitsuhiro T. Nakao
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Numerical Analysis

      巻: 52 号: 1 ページ: 975-992

    • DOI

      10.1007/s13160-014-0160-6

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An improvement of the theorem of a posteriori estimates for inverse elliptic operators2014

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Kinoshita, Yoshitaka Watanabe, and Mitsuhiro T. Nakao
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 5 号: 1 ページ: 47-52

    • DOI

      10.1587/nolta.5.47

    • NAID

      130003386652

    • ISSN
      2185-4106
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A posteriori estimates of inverse operators for boundary value problems in linear elliptic partial differential equations2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Watanabe, Takehiko Kinoshita and Mitsuhiro T. Nakao
    • 雑誌名

      Mathematics of Computation

      巻: 82 号: 283 ページ: 1543-1557

    • DOI

      10.1090/s0025-5718-2013-02676-2

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Simple Numerical Verification Method for Differential Equations Based on Infinite Dimensional Sequential Iteration2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Watanabe
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 4 ページ: 23-33

    • NAID

      130003375410

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Numerical Verification Method for a System of Fitz Hugh-Nagumo Type2012

    • 著者名/発表者名
      Shuting Cai, Kaori Nagatou, and Yoshitaka Watanabe
    • 雑誌名

      Numerical Functional Analysis and Optimization

      巻: 33 ページ: 1195-1220

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 楕円型線形逆作用素評価の収束性について2015

    • 著者名/発表者名
      渡部 善隆, 木下 武彦, 中尾 充宏
    • 学会等名
      日本数学会2015年度年会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 楕円型線形逆作用素評価の収束性について2015

    • 著者名/発表者名
      渡部 善隆, 木下 武彦, 中尾 充宏
    • 学会等名
      日本応用数理学会2015年研究部会連合発表会
    • 発表場所
      明治大学中野キャンパス
    • 年月日
      2015-03-06 – 2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Orr-Sommerfeld方程式の臨界Reynolds数に対する精度保証付き数値計算(上2014

    • 著者名/発表者名
      渡部 善隆
    • 学会等名
      応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      龍谷大学
    • 年月日
      2014-12-18 – 2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A numerical verification method for the Orr-Sommerfeld problem2014

    • 著者名/発表者名
      渡部 善隆
    • 学会等名
      研究集会: 流体方程式の構造と特異性に迫る数値解析・数値計算
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-12-08 – 2014-12-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 精度保証付き数値計算による楕円型作用素の逆作用素ノルム評価2014

    • 著者名/発表者名
      渡部 善隆
    • 学会等名
      RIMS研究集会・新時代の科学技術を牽引する数値解析学, 京都大学数理解析研究所
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2014-10-08 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Some remarks on the rigorous estimation of inverse linear elliptic operators2014

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Kinoshita, Yoshitaka Watanabe, and Mitsuhiro T. Nakao
    • 学会等名
      16th GAMM-IMACS International Symposium on Scientific Computing, Computer Arithmetic, and Validated Numerics (SCAN 2014)
    • 発表場所
      University of Wuerzburg, Germany
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 2階楕円型作用素における構成的Laplacianノルム評価2014

    • 著者名/発表者名
      渡部 善隆, 木下 武彦, 中尾 充宏
    • 学会等名
      日本応用数理学会2014年度年会
    • 発表場所
      政策研究大学院大学
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] An alternative approach of invertibility verifications and norm estimations for linear elliptic operators2014

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Kinoshita, Yoshitaka Watanabe, Mitsuhiro T. Nakao
    • 学会等名
      日本応用数理学会2014年研究部会連合発表会
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 計算機援用証明によるOrr-Sommerfeld問題の安定性・不安定性解析2014

    • 著者名/発表者名
      渡部 善隆
    • 学会等名
      日本数学会2014年度年会
    • 発表場所
      学習院大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A comparison of computer-assisted proofs for the Kolmogorov problem2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Watanabe
    • 学会等名
      International Workshop on Numerical Verification and its Applications 2014
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 精度保証とHPC2013

    • 著者名/発表者名
      渡部善隆
    • 学会等名
      HPCS2013
    • 発表場所
      東京工業大学(招待講演)
    • 年月日
      2013-01-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 2階楕円型線形作用素の可逆性検証に関するいくつかの考察2013

    • 著者名/発表者名
      渡部善隆, 木下 武彦, 木村 拓馬, 山本 野人, 中尾 充宏
    • 学会等名
      応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      龍谷大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A computer-assisted proof of the Kolmogorov problem of incompressible viscous fluid2013

    • 著者名/発表者名
      渡部 善隆
    • 学会等名
      RIMS研究集会・非圧縮性粘性流体の数理解析
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 無限次元非線形関数方程式に対するNewton反復型計算機援用証明2013

    • 著者名/発表者名
      渡部 善隆, 中尾 充宏
    • 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] 楕円型偏微分作用素に対する逆作用素評価の効率化2013

    • 著者名/発表者名
      木下 武彦, 渡部 善隆, 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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Special Section on Recent Progress in Verified Numerical Computations2012

    • 著者名/発表者名
      Z. Arai, et al. (eds)
    • 総ページ数
      110
    • 出版者
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] Watanabe, Yoshitaka's Home Page

    • URL

      http://yebisu.cc.kyushu-u.ac.jp/~watanabe/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] Watabane Yoshitaka's page

    • URL

      http://www.cc.kyushu-u.ac.jp/RD/watanabe/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.cc.kyusyu-u.ac.jp/RD/watanabe/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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