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ガレルキン特性曲線有限要素法による数値解析の展開

研究課題

研究課題/領域番号 25400212
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 数学基礎・応用数学
研究機関早稲田大学

研究代表者

田端 正久  早稲田大学, 理工学術院, 特任教授 (30093272)

連携研究者 野津 裕史  金沢大学, 理工研究域数物科学系, 准教授 (00588783)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード数値解析 / 特性曲線有限要素法 / 収束性と安定性 / 圧力安定化法 / ナヴィエ・ストークス方程式 / オセーン方程式 / 粘弾性流体 / 風上要素選択法 / ペターリン粘弾性モデル / ラグランジュ・ガレルキン法 / 特性曲線有限要素 / 二流体問題
研究成果の概要

特性曲線法と有限要素法を結び付けたガレルキン特性曲線有限要素法に基づき,流れ問題のための新しい数値計算スキームを開発した.これらのスキームでは,2次元では三角形1次要素,3次元では四角形1次要素をすべての未知関数に使っており,従来のスキームに比べて,計算量が大きく軽減されている.非圧縮粘性流を記述するナヴィエ・ストークス方程式やある粘弾性流を記述するオセーン型ペターリンモデルに対して,これらのスキームの数学的正当性,すなわち,収束性と誤差評価を示し,実際の数値計算でその有効性を確認した.

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] マインツ大学数学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] マインツ大学数学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] An exactly computable Lagrange-Galerkin scheme for the Navier-Stokes equations and its error estimates2017

    • 著者名/発表者名
      M. Tabata and S. Uchiumi
    • 雑誌名

      Mathematics of Computation

      巻: 印刷中 号: 309 ページ: 39-67

    • DOI

      10.1090/mcom/3222

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical analysis of the Oseen-type Peterlin viscoelastic model by the stabilized Lagrange-Galerkin method; Part I: A nonlinear scheme2017

    • 著者名/発表者名
      M. Lukacova-Medvid'ova, H. Mizerova, H. Notsu, and M. Tabata
    • 雑誌名

      ESAIM: Mathematical Modelling and Numerical Analysis

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 1637-1661

    • DOI

      10.1051/m2an/2016078

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation of the behavior of a rising bubble by an energy-stable Lagrange-Galerkin Scheme2016

    • 著者名/発表者名
      M. Tabata
    • 雑誌名

      Modeling and Simulation in Science, Engineering and Technology

      巻: - ページ: 129-138

    • DOI

      10.1007/978-3-319-40827-9_10

    • ISBN
      9783319408255, 9783319408279
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stabilized Lagrange-Galerkin schemes of first- and second-order in time for the Navier-Stokes equations2016

    • 著者名/発表者名
      Notsu, H. and Tabata, M.
    • 雑誌名

      Advances in Computational Fluid-Structure, Interaction and Flow Simulation

      巻: - ページ: 331-343

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Error estimates of a stabilized Lagrange-Galerkin scheme of second-order in time for the Navier-Stokes equations2016

    • 著者名/発表者名
      H. Notsu, M. Tabata
    • 雑誌名

      Springer Proceedings in Mathematics and Statistics

      巻: 183 ページ: 497-530

    • DOI

      10.1007/978-4-431-56457-7_18

    • ISBN
      9784431564553, 9784431564577
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Error estimates of a stabilized Lagrange-Galerkin scheme for the Navier-Stokes equations2016

    • 著者名/発表者名
      H. Notsu and M. Tabata.
    • 雑誌名

      ESAIM: Mathematical Modelling and Numerical Analysis

      巻: 50 号: 2 ページ: 361-380

    • DOI

      10.1051/m2an/2015047

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A genuinely stable Lagrange-Galerkin scheme for convection-diffusion problems2016

    • 著者名/発表者名
      M. Tabata and S. Uchiumi
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 33 号: 1 ページ: 121-143

    • DOI

      10.1007/s13160-015-0196-2

    • NAID

      210000170196

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation of the behavior of three rising bubbles by an energy-stable finite element scheme2016

    • 著者名/発表者名
      M. Tabata
    • 雑誌名

      Josai Mathematical Monograph

      巻: 9 ページ: 31-42

    • NAID

      120005744548

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Error estimates of a pressure-stabilized chaacteristics finite element scheme for the Oseen equations2015

    • 著者名/発表者名
      Notsu,H., Tabata,M.
    • 雑誌名

      Journal of Scientific Computing

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 940-955

    • DOI

      10.1007/s10915-015-9992-8

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development and $L^2$-analysis of a single-step characteristics finite difference scheme of second order in time for convection-diffusion problems2013

    • 著者名/発表者名
      Notsu, H., Rui, H., Tabata, M.
    • 雑誌名

      Journal of Algorithms & Computational Technology

      巻: 7 ページ: 343-380

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Equivalence of upwind-element choice method and Lagrande-Galerkin method2017

    • 著者名/発表者名
      Tabata, M.
    • 学会等名
      53rd Australia and New Zealand Industrial and Applied Mathematics Conference
    • 発表場所
      Adelaide Hills Convention Centre, Hahndorf, Australia
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oseen型拡散Peterlinモデルのための安定化Lagrange-Galerkinスキームの誤差評価2016

    • 著者名/発表者名
      野津裕史,田端 正久
    • 学会等名
      日本数学会2016年度年会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Exactly computable Lagrange-Galerkin schemes for flow problems2016

    • 著者名/発表者名
      S. Uchiumi and M. Tabata, M.
    • 学会等名
      Fifth Chilean Workshop on Numerical Analysis of Partial Differential Equations
    • 発表場所
      Universidad de Concepcion, Concepcion, Chile
    • 年月日
      2016-01-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Some applications of the {Lagrange}-{Galerkin} method in flow problems2016

    • 著者名/発表者名
      M. Tabata
    • 学会等名
      Fifth Chilean Workshop on Numerical Analysis of Partial Differential Equations
    • 発表場所
      Universidad de Concepcion, Concepcion, Chile
    • 年月日
      2016-01-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oseen型拡散Peterlinモデルのための安定化Lagarange-Galerkinスキームの誤差評価2016

    • 著者名/発表者名
      野津裕史, 田端正久
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター,新潟市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 局所線形化流速を用いたp1/p1/p1安定化Lagrange-Galerkinスキーム2016

    • 著者名/発表者名
      内海晋弥, 野津裕史, 田端正久
    • 学会等名
      日本応用数理学会2016年度年会
    • 発表場所
      北九州国際会議場,北九州市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Oseen問題のためのgrad-div安定化・局所線形化流速Lagrange-Galerkinスキーム2016

    • 著者名/発表者名
      内海晋弥, 田端正久
    • 学会等名
      日本数学会2016年度秋季総合分科会
    • 発表場所
      関西大学, 吹田市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Numerical computation of the Navier-Stokes equations by a Lagrange-Galerkin scheme with a locally linearized velocity2015

    • 著者名/発表者名
      S. Uchiumi and M. Tabata
    • 学会等名
      The 34th JSST Annual Conference International Conference on Simulation Technology
    • 発表場所
      The 34th JSST Annual Conference International Conference on Simulation Technology
    • 年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A pressure-stabilized Lagrange-Galerkin scheme for an Oseen-type Peterlin model2015

    • 著者名/発表者名
      M. Tabata
    • 学会等名
      European Conference on Numerical Mathematics and Advanced Applications
    • 発表場所
      Middle East Techinical University, Ankara, Turkey
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical simulations of two-fluid flow problems by an energy-stable Lagrange-Galerkin scheme2015

    • 著者名/発表者名
      M. Tabata
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Application of Mathematics in Technical and Natural Sciences
    • 発表場所
      Flamingo Grand Hotel, Albena, Bulgaria
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 数値積分を使わない特性曲線有限要素法によるNavier-Stokes方程式の数値計算2015

    • 著者名/発表者名
      内海 晋,田端 正久
    • 学会等名
      第20回計算工学講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場, つくば
    • 年月日
      2015-06-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 自然対流のためのGalerkin特性曲線有限要素法の誤差評価2015

    • 著者名/発表者名
      野津裕史,田端正久
    • 学会等名
      日本数学会2015年度年会
    • 発表場所
      明治大学駿河台キャンパス, 東京
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] A pressure-stabilized Lagrange-Galerkin finite element schemes for an Oseen-type diffusive Peterlin model2015

    • 著者名/発表者名
      M. Tabata, M. Lukacova, H. Mizerova, H. Notsu
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Finite Elements in Flow Problems
    • 発表場所
      Regent Taipei Hotel, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Error estimates of stabilized Galerkin-characteristics finite element schemes for incompressible flow problems2015

    • 著者名/発表者名
      H. Notsu, M. Tabata
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Finite Elements in Flow Problems
    • 発表場所
      Regent Taipei Hotel, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Navier-Stokes方程式のための数値積分誤差を伴わない特性曲線有限要素スキームの解析2014

    • 著者名/発表者名
      内海晋弥,田端 正久
    • 学会等名
      日本数学会2014年度秋季総合分科会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス, 東広島
    • 年月日
      2014-09-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 混相流の数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      田端正久
    • 学会等名
      日本数学会2014年度秋季総合分科会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stabilized Galerkin-characteristics finite element schemes for flow problems2014

    • 著者名/発表者名
      H. Notsu, M. Tabata
    • 学会等名
      The Ninth International Conference on Engineering Computational Technology
    • 発表場所
      The Hotel Royal Continental, Naples, Italy
    • 年月日
      2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Energy-stable Lagrange-Galerkin finite element schemes for two-fluid flow problems2014

    • 著者名/発表者名
      M. Tabata
    • 学会等名
      The 5th China-Japan-Korea Joint Conference on Numerical Mathematics
    • 発表場所
      Ningxia University, Yinchuan, China
    • 年月日
      2014-08-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Error estimates of a stabilized characteristics finite element scheme for the Navier-Stokes equations2014

    • 著者名/発表者名
      H. Notsu, M. Tabata
    • 学会等名
      International Congress of Mathematicians
    • 発表場所
      Convention & Exhibition Center, Seoul, Korea
    • 年月日
      2014-08-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Navier-Stokes方程式のための安定化特性曲線有限要素スキームの安定性と収束性2014

    • 著者名/発表者名
      野津裕史,田端正久
    • 学会等名
      第19回計算工学講演会
    • 発表場所
      広島国際会議場, 広島
    • 年月日
      2014-06-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 特性曲線有限要素法における数値積分公式と安定性2014

    • 著者名/発表者名
      内海晋弥
    • 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
      京都大学吉田キャンパス,京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間刻みが小さい時の特性曲線有限要素解の挙動2014

    • 著者名/発表者名
      内海晋弥
    • 学会等名
      日本数学会2014年度年会
    • 発表場所
      学習院大学, 東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] An energy-stable Galerkin-characteristics interface-tracking scheme for two-fluid flow problems2013

    • 著者名/発表者名
      Tabata, M.
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering
    • 発表場所
      Santa Eulalia, Spain
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Navier-Stokes方程式のための安定化特性曲線有限要素スキームの理論とその3次元計算2013

    • 著者名/発表者名
      野津 裕史
    • 学会等名
      第27回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス豊田講堂・シンポジオン, 名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Navier-Stokes方程式のための圧力安定化特性曲線有限要素スキームの誤差評価と数値計算2013

    • 著者名/発表者名
      野津 裕史
    • 学会等名
      日本数学会2013年度秋季総合分科会
    • 発表場所
      愛媛大学城北キャンパス, 松山
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Navier-Stokes方程式のための圧力安定化特性曲線有限要素スキームの誤差評価2013

    • 著者名/発表者名
      野津 裕史
    • 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, 福岡
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 絶対安定な2次要素特性曲線有限要素法2013

    • 著者名/発表者名
      内海 晋弥
    • 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, 福岡
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 特性曲線有限差分法の離散L2理論と数値計算2013

    • 著者名/発表者名
      野津 裕史
    • 学会等名
      第18回計算工学講演会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所, 東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Oseen方程式のための圧力安定化特性曲線有限要素スキームの安定性と収束性2013

    • 著者名/発表者名
      野津 裕史
    • 学会等名
      東京大学生産技術研究所
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所, 東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] 応用数理ハンドブック2013

    • 著者名/発表者名
      田端正久他多数
    • 総ページ数
      685
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 田端正久

    • URL

      https://www.wnp7.waseda.jp/Rdb/app/ip/ipi0211.html?lang_kbn=0&kensaku_no=5716

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 教員氏名:田端正久

    • URL

      https://www.wnp7.waseda.jp/Rdb/app/ip/ipi0211.html?lang_kbn=0&kensaku_no=5716

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 田端 正久

    • URL

      https://www.wnp7.waseda.jp/Rdb/app/ip/ipi0211.html?lang_kbn=0&kensaku_no=5716

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2023-03-16  

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