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非線形発展方程式の解に対する精度保証付き数値計算法

研究課題

研究課題/領域番号 24540151
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関佐世保工業高等専門学校

研究代表者

中尾 充宏  佐世保工業高等専門学校, その他部局等, その他 (10136418)

研究分担者 木村 拓馬  早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員 (60581618)
連携研究者 渡部 善隆  九州大学, 情報基盤研究開発センター, 准教授 (90243972)
木下 武彦  京都大学, 数理解析研究所, 研究員 (30546429)
研究協力者 MICHAEL Plum  Karlsruhe大学(ドイツ), 教授
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード精度保証付き数値計算法 / 解の数値的検証 / 解の事後誤差評価 / 非線形発展方程式 / 計算機援用証明 / 楕円型方程式
研究成果の概要

非線形発展方程式の解に対する数値的検証法の定式化を行い検証の実例を与えた。線形熱方程式の初期値境界値問題において、空間方向半離散化後の線形常微分方程式系に対して、基本解行列を用いて時間方向近似解を与える新しい全離散有限要素スキームを提案し、その構成的a priori誤差評価定数を算定した。それを用いて非線形放物型問題に関する線形化逆作用素の構成的ノルム評価法を与え、Newton的検証法を定式化し、プロトタイプな検証例を得た。このほか、線形楕円型作用素の逆作用素ノルムの数値的評価手法の改良を行い、また楕円型作用素に関する固有値の除外(excluding)手法を一般化して定式化した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 5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] On verified computations of solutions for nonlinear parabolic problems2014

    • 著者名/発表者名
      M.T. Nakao
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 5 号: 3 ページ: 320-338

    • DOI

      10.1587/nolta.5.320

    • NAID

      130004555685

    • ISSN
      2185-4106
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical verification method of solutions for nonlinear elliptic and evolutional problems2014

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro T. Nakao
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1905 ページ: 112-131

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the a posteriori estimates for inverse operators of linear parabolic equations with applications to the numerical enclosure of solutions for nonlinear problems2014

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

      Numerische Mathematik

      巻: 126 号: 4 ページ: 679-701

    • DOI

      10.1007/s00211-013-0575-z

    • NAID

      120005434971

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Some remarks on the instability of approximate solutions for ODEs2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura, T. Kinoshita, M.T. Nakao
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 4 ページ: 80-87

    • NAID

      130003375413

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Some remarks on the instability of approximate solutions for ODEs2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications

      巻: 4 ページ: 80-87

    • NAID

      130003375413

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constructive a priori error estimates for a full discrete approximation of the heat equation2013

    • 著者名/発表者名
      M. T. Nakao
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Numerial Analysis

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On a posteriori estimates of inverse operators for linear parabolic initial-boundary value problems2012

    • 著者名/発表者名
      M. T. Nakao
    • 雑誌名

      Computing

      巻: 94 ページ: 151-162

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Eigenvalue excluding for perturbed-periodic one-dimensional Schrodinger operators2012

    • 著者名/発表者名
      K. Nagatou, M. Plum, M. T. Nakao
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society A

      巻: 468 号: 2138 ページ: 545-562

    • DOI

      10.1098/rspa.2011.0159

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 線形楕円型作用素に対するLaplacian ノルムの構成的評価2015

    • 著者名/発表者名
      渡部 善隆, 木下 武彦, 中尾 充宏
    • 学会等名
      日本数学会年会
    • 発表場所
      明治大学駿河台キャンパス
    • 年月日
      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
      2015-03-07
    • 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, 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
      2014-09-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] PDEの周期解の精度保証の現状について2014

    • 著者名/発表者名
      木下武彦、木村拓馬、中尾充宏
    • 学会等名
      第1回山梨精度保証研究会
    • 発表場所
      山梨県甲州市勝沼「ぶどうの丘」
    • 年月日
      2014-09-16
    • 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
      日本応用数理学会年会
    • 発表場所
      政策研究大学院大学
    • 年月日
      2014-09-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Some remarks on the optimal error estimates for the finite element method on the L-shaped domain

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Kinoshita, Mitsuhiro T. Nakao
    • 学会等名
      10th International Conference on Information Technology : New Generations(ITNG 2013)
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 「精度保証」---その過去から未来へ---

    • 著者名/発表者名
      中尾充宏
    • 学会等名
      精度保証付き数値計算ワークショップ
    • 発表場所
      アクロス福岡、福岡市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [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

    • 著者名/発表者名
      渡部善隆、中尾充宏
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical verification method of solutions for nonlinear elliptic and parabolic problems

    • 著者名/発表者名
      中尾充宏
    • 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
      京都大学数理解析研究所
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [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

    • 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
      2013年度応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      龍谷大学理工学部
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] On guaranteed a posteriori error estimates for numerical solutions of nonlinear parabolic problems

    • 著者名/発表者名
      M. T. Nakao
    • 学会等名
      6th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering(ECCOMAS 2012)
    • 発表場所
      Wien, Austria
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Some remarks on the optimal L2 error estimates for the finite element method with nonconvex polygonal domain

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Kinoshita
    • 学会等名
      The 8th East Asia SIAM Conference (EASIAM 2012)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 偏微分方程式の解に対する数値的存在検証---コンピュータによる厳密な解析学の展開---

    • 著者名/発表者名
      中尾充宏
    • 学会等名
      日本数学会秋期総合分科会総合講演
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 流体の方程式に対する精度保証付き数値計算

    • 著者名/発表者名
      中尾充宏
    • 学会等名
      早稲田大学流体数学セミナー
    • 発表場所
      早稲田大学西早稲田キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 偏微分方程式の解に対する数値的検証の現状と動向

    • 著者名/発表者名
      中尾充宏
    • 学会等名
      東京大学数理科学研究科談話会
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 佐世保工業高等専門学校 教員・研究者情報

    • URL

      http://www.sasebo.ac.jp/research/system/master/mtnakao.pdf

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 佐世保工業高等専門学校 研究活動 中尾充宏

    • URL

      http://www.sasebo.ac.jp/research/system/master/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 佐世保工業高等専門学校 中尾充宏

    • URL

      http://www.sasebo.ac.jp/research/system/master/

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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