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ヒステリシスを含む数理モデルの解析方法の開発と妥当性の考察

研究課題

研究課題/領域番号 24540209
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 大域解析学
研究機関日本女子大学

研究代表者

愛木 豊彦  日本女子大学, 理学部, 教授 (90231745)

研究分担者 村瀬 勇介  名城大学, 理工学部, 助教 (80546771)
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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード自由境界問題 / ヒステリシス / コンクリート中性化 / 解の漸近収束 / 準線形放物型方程式 / 無限大での解の挙動 / コンクリートの中性化 / コンクリートの腐食 / two-scale problem
研究成果の概要

コンクリート中性化や形状記憶合金の形状変化を記述する非線形偏微分方程式のシステムでは,ヒステリシスの数学的扱いが困難なため,適切性を示すことが容易ではなかった。本研究では,非線形偏微分方程式の古典的な結果を適用することで,システムに対する初期値境界値問題の解の一意性を示すことができた。また,コンクリートの腐食過程を表現するマルチスケールを用いた数理モデルの適切性や解の時間無限大での挙動に関する結果を得ることができた。この考察を通して,ヒステリシスのマルチスケールを用いた表現を着想するに至り,水分吸着現象を記述する自由境界問題を導出し,解の時間に関する大域的存在と一意性を証明することができた。

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

    (40件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (27件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A one dimensional free boundary problem for adsorption phenomena2014

    • 著者名/発表者名
      N. Sato, T. Aiki, Y. Murase, K. Shirakawa
    • 雑誌名

      Netw. Heterog. Media

      巻: 9 号: 4 ページ: 655-668

    • DOI

      10.3934/nhm.2014.9.655

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Uniqueness of a solution for some parabolic type equation with hysteresis in three dimensions2014

    • 著者名/発表者名
      T. Aiki, K.Kumazaki
    • 雑誌名

      Networks and Heterogeneous Media

      巻: 9 号: 4 ページ: 683-707

    • DOI

      10.3934/nhm.2014.9.683

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Homogenization of a thermo-diffusion system with Smoluchowski interactions2014

    • 著者名/発表者名
      Oleh Krehel, Toyohiko Aiki and Adrian Muntean
    • 雑誌名

      Networks and Heterogeneous Media

      巻: 9 号: 4 ページ: 739-762

    • DOI

      10.3934/nhm.2014.9.739

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solvability of nonlinear evolution equations generated by subdifferentials and perturbations2014

    • 著者名/発表者名
      R. Kano, Y. Murase
    • 雑誌名

      Discrete Contin. Dyn. Syst. Ser. S

      巻: 7 号: 1 ページ: 75-93

    • DOI

      10.3934/dcdss.2014.7.75

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solvability of nonlinear evolution equations generated by subdifferentials and perturbations2014

    • 著者名/発表者名
      R. Kano, Y. Murase
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems - Series S

      巻: 7

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A free-boundary problem for concrete carbonation: Rigorous justification of root t of propagation2013

    • 著者名/発表者名
      愛木 豊彦, A. Muntean
    • 雑誌名

      Interfaces and Free boundaries

      巻: 15 号: 2 ページ: 167-180

    • DOI

      10.4171/ifb/299

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-time asymptotics of moving-reaction interfaces involving nonlinear Henry's law and time-dependent Dirichlet data2013

    • 著者名/発表者名
      愛木 豊彦, A. Muntean
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis Series A: Theory, Methods & Applications

      巻: 93 ページ: 3-14

    • DOI

      10.1016/j.na.2013.07.002

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A mathematical model for a hysteresis appearing in adsorption phenomena2013

    • 著者名/発表者名
      Toyohiko Aiki, Yusuke Murase, Naoki Sato and Ken Shirakawa
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録,非平衡現象における発展方程式論の新展開

      巻: 1856 ページ: 1-11

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Mathematical model for the process of brewing Japanese sake and its analysis2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Murase, A. Ito
    • 雑誌名

      Adv. Math. Sci. Appl.

      巻: 23 ページ: 297-317

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A free-boundary problem for concrete carbonation: Rigorous justification of $\sqrt{t}$-law of propagation2013

    • 著者名/発表者名
      T.Aiki, A. Muntean
    • 雑誌名

      Interface and free boundaries

      巻: 15

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mathematical model for hysteresis phenomenon in moisture transport of concrete carbonation process2012

    • 著者名/発表者名
      Toyohiko Aiki, Kota Kumazaki
    • 雑誌名

      Physica B

      巻: 407 号: 9 ページ: 1424-1426

    • DOI

      10.1016/j.physb.2011.10.016

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distributed space scales in a semilinear reaction-diffusion system including a parabolic variational inequality: A well-posedness study2012

    • 著者名/発表者名
      Tasnim Fatima, Adrian Muntean, Toyohiko Aiki
    • 雑誌名

      Advances in Mathematical Sciences and Applications

      巻: 22 ページ: 295-318

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mathematical modeling of concrete carbonation process with hysteresis effect2012

    • 著者名/発表者名
      Toyohiko Aiki, Kota Kumazaki
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録,非平衡非線形現象の解析-発展方程式の立場から-

      巻: 1792 ページ: 98-107

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] コロイド物質の質量変化を記述する方程式に対する均質化について2015

    • 著者名/発表者名
      愛木豊彦, O. Krehel, A. Muntean
    • 学会等名
      日本数学会・実函数論分科会
    • 発表場所
      明治大学総合数理学部(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 準劣微分作用素によって生成される楕円型変分不等式と仮似変分不等式について2015

    • 著者名/発表者名
      久保雅弘, 村瀬勇介
    • 学会等名
      日本数学会・実函数論分科会
    • 発表場所
      明治大学総合数理学部(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 日本酒醸造過程モデルの解析と数値計算に関連する今後の研究について2015

    • 著者名/発表者名
      村瀬勇介
    • 学会等名
      第5回非線形数理科学
    • 発表場所
      ながおか市民センター(新潟県長岡市)
    • 年月日
      2015-02-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 水分吸着過程を記述する1次元自由境界問題の境界値と解の連続依存性について2014

    • 著者名/発表者名
      愛木豊彦
    • 学会等名
      第40回発展方程式研究会
    • 発表場所
      日本女子大学目白キャンパス(東京都文京区)
    • 年月日
      2014-12-25 – 2014-12-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 準劣微分作用素によって生成される仮似変分不等式に対応した作用素方程式の可解性について2014

    • 著者名/発表者名
      村瀬勇介, 久保雅弘
    • 学会等名
      第40回発展方程式研究会
    • 発表場所
      日本女子大学目白キャンパス(東京都文京区)
    • 年月日
      2014-12-25 – 2014-12-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 水分吸着過程を記述する自由境界問題の解の時間無限大の挙動について2014

    • 著者名/発表者名
      愛木豊彦,村瀬勇介
    • 学会等名
      日本数学会・実函数論分科会
    • 発表場所
      広島大学総合科学部(広島県東広島市)
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 終了時刻が未知関数に依存する日本酒醸造過程モデルに対する最適制御問題について2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤昭夫, 剣持信幸, 村瀬 勇介
    • 学会等名
      日本数学会・実函数論分科会
    • 発表場所
      広島大学総合科学部(広島県東広島市)
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Large time behavior of a solution to a free boundary problem describing adsorption phenomenum2014

    • 著者名/発表者名
      T. Aiki
    • 学会等名
      10th AIMS international conference on dynamical systems, differential equations and applications
    • 発表場所
      Universida Autonoma de Madrid, Madrid, Spain
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Large Solvability and optimal control problems on mathematical modeling for brewing process of Japanese Sake2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Murase
    • 学会等名
      10th AIMS international conference on dynamical systems, differential equations and applications
    • 発表場所
      Universida Autonoma de Madrid, Madrid, Spain
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Large time behavior of a solution to the free boundary problem describing adsorption phenomena2014

    • 著者名/発表者名
      T. Aiki
    • 学会等名
      Conference on Partial Differential Equations
    • 発表場所
      Monastery of Novacella, Southern Tyrol, Italy
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-06-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Free boundary problem describing adsorption phenomena2014

    • 著者名/発表者名
      Toyohiko Aiki
    • 学会等名
      Conference on Nonlinear Phenomena in Biology, Physics and Mechanics
    • 発表場所
      Helmholtz Zentrum Munich, Neuherberg, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Smoluchowski population balance equation modified for hot colloids2014

    • 著者名/発表者名
      T. Aiki, O. Krehel, A. Muntean
    • 学会等名
      日本数学会2014年度年会・実函数論分科会
    • 発表場所
      学習院大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 準劣微分作用素によって生成される楕円型変分不等式と仮似変分不等式について2014

    • 著者名/発表者名
      久保雅弘, 村瀬勇介
    • 学会等名
      日本数学会2014年度年会・実函数論分科会
    • 発表場所
      学習院大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Large time behavior of a solution to a two-scale problem as mathematical model for sulfate attack in sewer pipes2013

    • 著者名/発表者名
      Toyohiko Aiki
    • 学会等名
      Equadiff13
    • 発表場所
      Charles University in Prague, Prague, Czech Republic
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 水分吸着過程を記述する自由境界問題の時間無限大における解の挙動について2013

    • 著者名/発表者名
      愛木豊彦・村瀬勇介
    • 学会等名
      第39回発展方程式研究会
    • 発表場所
      日本女子大学目白キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Examples of application of mathematics learning at junior high school2013

    • 著者名/発表者名
      Toyohiko Aiki
    • 学会等名
      The Sixth International Conference on Science and Mathematics Education in Developing Countries
    • 発表場所
      University Mandalay, Myanmar
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Solvability of mathematical modeling for brewing process of Japanese Sake with unknown finish time2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Murase, A. Ito
    • 学会等名
      Equadiff13
    • 発表場所
      Charles University in Prague, Prague, Czech Republic
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 下水管コンクリートの腐食過程を記述する問題の解の時間無限大での挙動について2013

    • 著者名/発表者名
      愛木豊彦,A. Muntean
    • 学会等名
      日本数学会・実函数論分科会
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 終了時刻が未知関数に依存する日本酒醸造過程モデルの可解性について2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤昭夫, 剣持信幸, 村瀬勇介
    • 学会等名
      日本数学会・実函数論分科会
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] One-dimension model for concrete carbonation phenomena with nonlinear Henry's law2012

    • 著者名/発表者名
      Toyohiko Aiki
    • 学会等名
      9th AIMS International Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and applications
    • 発表場所
      The Hyatt Grand Cypress Resort, Orlando, Florida, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] A two-scale problem as mathematical model for sulfate attack in sewer pipes2012

    • 著者名/発表者名
      Toyohiko Aiki
    • 学会等名
      ADMAT 2012, PDEs for multiphase advanced materials
    • 発表場所
      Palazzone, Cortona, Italy
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Large time behavior of a solution to a two-scale problem for concrete corrosion in a sewer pipe2012

    • 著者名/発表者名
      Toyohiko Aiki
    • 学会等名
      5th Polish-Japanese Days on Nonlinear Analysis in Interdisciplinary Sciences - Modellings, Theory and Simulations -
    • 発表場所
      Kansai Seminar House, Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 下水管コンクリートの腐食過程を記述する二重尺度問題の解の挙動について2012

    • 著者名/発表者名
      愛木豊彦
    • 学会等名
      第38回発展方程式研究会
    • 発表場所
      日本女子大学目白キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Mathematical modeling for brewing processs of Sake and its analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Murase
    • 学会等名
      9th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • 発表場所
      The Hyatt Grand Cypress Resort, Orlando, Florida, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 日本酒醸造過程モデルの解の存在性について2012

    • 著者名/発表者名
      村瀬勇介, 伊藤昭夫
    • 学会等名
      日本数学会 2012年度秋期総合分科会
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Solvability of mathematical modeling of brewing Sake in single fermenting stage2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Murase
    • 学会等名
      5th Polish-Japanese Days on Nonlinear Analysis in Interdisciplinary Sciences - Modellings, Theory and Simulations -
    • 発表場所
      Kansai Seminar House, Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 日本酒醸造過程モデルの単一ステージ可解性について2012

    • 著者名/発表者名
      村瀬勇介
    • 学会等名
      第38回発展方程式研究会
    • 発表場所
      日本女子大学目白キャンパス
    • 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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