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体積保存型反応拡散系に現れるスポット運動の数理解析

研究課題

研究課題/領域番号 25610029
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 数学基礎・応用数学
研究機関北海道大学

研究代表者

長山 雅晴  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (20314289)

連携研究者 中村 健一  金沢大学, 数物科学系, 准教授 (40293120)
寺本 敬  旭川医科大学, 医学部, 准教授 (40382543)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード体積保存型反応拡散系 / 振動進行スポット / 自励往復運動スポット / 楕円形状定常解 / ピーナッツ形状定常解 / 自励往復スポット / 反応拡散系 / スポット運動 / 分岐数値計算 / 液滴運動モデル / 計算機援用解析
研究成果の概要

形状が固定された粒子運動モデルと形状が変形する液滴運動モデルについて数理解析をおこなった.特に,形状変化する液滴運動として体積保存性を持つフェーズフィールド方程式を含む2変数反応拡散系モデルを提案し,この系に現れるパターンダイナミクスについて計算機援用解析を行った.この数理モデルでは,あるパラメータを変化させることで安定な定常スポット解から進行スポット解が分岐することがわかった.さらに,進行スポット解が不安定し,振動進行スポットが出現することもわかった.また,安定な楕円形状定常解や安定なピーナッツ形状定常解が存在することが明らかになった.

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Physicochemical design and analysis of self-propelled objects that are characteristically sensitive to interfacial environments2015

    • 著者名/発表者名
      S. Nakata, M. Nagayama, H. Kitahata, N. J. Suematsu and T. Hasegawa
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 7 号: 16 ページ: 10326-10338

    • DOI

      10.1039/c5cp00541h

    • 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] Appilcation of a center maifold theory to a reaction-diffusion system of collective motion of camphor disks and boats2014

    • 著者名/発表者名
      S.-I. Ei, K. Ikeda, M. Nagayama and A. Tomoeda
    • 雑誌名

      Mathematica Bohemica

      巻: 139(2) ページ: 363-371

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical study on the translation and rotation of an elliptic camphor particle2014

    • 著者名/発表者名
      Keita Iida, Hiroyuki Kitahata, Masaharu Nagayama
    • 雑誌名

      physica D

      巻: 272 ページ: 39-50

    • DOI

      10.1016/j.physd.2014.01.005

    • NAID

      120005457008

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical study on the translation and rotation of an elliptic camphor particle2014

    • 著者名/発表者名
      K.Iida, H.Kitahata and M.Nagayama
    • 雑誌名

      Physica D

      巻: 272 ページ: 39-50

    • NAID

      120005457008

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The collective motion of camphor papers in a cylindrical channel2015

    • 著者名/発表者名
      長山雅晴
    • 学会等名
      One-day Workshop on Applied Mathematics
    • 発表場所
      台北(台湾)
    • 年月日
      2015-03-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自走粒子の集団運動に対する数理解析2014

    • 著者名/発表者名
      長山雅晴
    • 学会等名
      非線形数理セミナー
    • 発表場所
      明治大学(神奈川県川崎市)
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The collective motion of camphor papers in a cylindrical channel2014

    • 著者名/発表者名
      長山雅晴
    • 学会等名
      The 10th AIMS Conference on Dynamical systems, Differential Equations and Applications
    • 発表場所
      マドリッド(スペイン)
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 樟脳円盤の集団運動に対する数理解析2014

    • 著者名/発表者名
      西 慧
    • 学会等名
      日本計算工学講演会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島県広島市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The collective motion of camphor papers in a cylindrical channel2014

    • 著者名/発表者名
      長山雅晴
    • 学会等名
      The 10th AIMS Conference on Dynamical systems, Differential Equations and Applications
    • 発表場所
      マドリッド(スペイン,Universidad Autonoma de Madrid )
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 樟脳粒の自発運動:粒子形状と運動の関係について2013

    • 著者名/発表者名
      飯田渓太
    • 学会等名
      日本計算工学会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Mathematical analysis of the collective motion of camphor disks2013

    • 著者名/発表者名
      長山雅晴
    • 学会等名
      013 Northeastern Asian Symposium on High Performance Computing Method and Modeling, September
    • 発表場所
      成都(中国,Wangjiang Hotel)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自己駆動粒子の集団運動に対する数理解析2013

    • 著者名/発表者名
      若井健
    • 学会等名
      応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      龍谷大学(滋賀県瀬田市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] Research Work

    • URL

      http://mmc01.es.hokudai.ac.jp/prof/research.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] Research Work

    • URL

      http://mmc01.es.hokudai.ac.jp/prof/research.html

    • 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: 2019-07-29  

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