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ある種の差分方程式の性質解明と数値計算の活用

研究課題

研究課題/領域番号 26400212
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
研究機関東京理科大学

研究代表者

石渡 恵美子  東京理科大学, 理学部第一部応用数学科, 教授 (30287958)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018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)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード時間遅れ / 差分方程式 / 数理生物モデル / 超離散化 / 安定性 / 数値計算 / 超離散方程式 / 感染症モデル / 数理モデル / 安定性解析 / 病理モデル
研究成果の概要

感染症数理モデルをより現実的に捉えるために,昨今,時間遅れの影響が考慮されている。解の正値性を保つ離散化は具体的な振る舞いを見るためにも重要であり,これらを時間遅れを含めた超離散型モデルにまで応用した。結果として,連続型・差分型・超離散型モデルで定性的性質の明らかな相関性があることを見出している。感染症数理モデルの超離散化の例は少なく,時間遅れまで言及できたことは有意義である。一方,大学院生らの協力のおかげで,数理生物モデルに由来する離散ハングリー可積分系に関して,漸近挙動等の性質や固有対の数値計算法等も導けた。関連する論文が多く掲載されている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

昨今のウィルスの感染伝播の脅威に対し,数理モデルによる解明は重要視されている。これらの時間発展による具体的な挙動の把握に差分方程式の解明は役立つと考える。

報告書

(6件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Global stability of an SIS epidemic model with delays2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Fushimi, Yoichi Enatsu, Emiko Ishiwata
    • 雑誌名

      MATHEMATICAL METHODS IN THE APPLIED SCIENCES

      巻: 2018 号: 13 ページ: 5345-5354

    • DOI

      10.1002/mma.5084

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of an ultra-discrete SIR epidemic model with time delay2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sekiguchi, Emiko Ishiwata, Yukihiko Nakata
    • 雑誌名

      Mathematical Biosciences and Engineering

      巻: 2018 ページ: 653-666

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Convergence of a Logistic Type Ultradiscrete Model2017

    • 著者名/発表者名
      Sekiguchi Masaki, Ishiwata Emiko, Nakata Yukihiko
    • 雑誌名

      Discrete Dynamics in Nature and Society

      巻: 2017 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1155/2017/7893049

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Computation of Eigenvectors for a Specially Structured Banded Matrix2017

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Hiroshi, Aihara Kensuke, Fukuda Akiko, Ishiwata Emiko
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computational Science and Engineering

      巻: 117 ページ: 143-155

    • DOI

      10.1007/978-3-319-62426-6_10

    • ISBN
      9783319624242, 9783319624266
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Computation of eigenvectors for a specially structured banded matrix2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Takeuchi, Kensuke Aihara, Akiko Fukuda, Emiko Ishiwata
    • 雑誌名

      Lect. Notes Comput. Sci. Eng.

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conserved quantities of the integrable discrete hungry systems2015

    • 著者名/発表者名
      Sonomi Kakizaki, Akiko Fukuda, Yusaku Yamamoto, Masashi Iwasaki, Emiko Ishiwata, Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems - Series S (DCDS-S)

      巻: 8 ページ: 889-899

    • NAID

      120005674655

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Eigenvalue computation of totally nonnegative upper Hessenberg matrices based on a variant of the discrete hungry Toda equation2015

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sumikura, Akiko Fukuda, Emiko Ishiwata, Yusaku Yamamoto, Masashi Iwasaki, Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings (ICNAAM-2014)

      巻: 1648 ページ: 690006-690006

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 病理モデルにおける連続型と超離散型との対応関係2015

    • 著者名/発表者名
      関口 真基、石渡 恵美子
    • 雑誌名

      九州大学応用力学研究所 研究集会報告

      巻: 26AO-S2 ページ: 127-132

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Global stability of an SEIS epidemic model with delays2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Fushimi, Yoichi Enatsu, Emiko Ishiwata
    • 学会等名
      第27回日本数理生物学会年会 (JSMB2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Mosquito model for Wolbachia infection with hatching delays2017

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Enatsu, Masatoshi Kanamori, Emiko Ishiwata
    • 学会等名
      第27回日本数理生物学会年会 (JSMB2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 箱と玉の両方に番号が付いた箱玉系について2016

    • 著者名/発表者名
      福田亜希子、山本有作、岩崎雅史、石渡恵美子、中村佳正
    • 学会等名
      平成28年度 九州大学応用力学研究所 共同利用研究集会「非線形波動研究の深化と展開」
    • 発表場所
      九州大学筑紫地区
    • 年月日
      2016-11-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of time delay for an ultra-discretized logistic equation2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sekiguchi, Emiko Ishiwata, Yukihiko Nakata
    • 学会等名
      The 26th annual meeting of the Japanese Society for Mathematical Biology (JSMB2016)
    • 発表場所
      Kyushu University
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Delay-induced blow-up in some limit-cycle oscillation model: mathematical and numerical analyses2016

    • 著者名/発表者名
      石渡恵美子、石渡哲哉、中田行彦、三木勝博
    • 学会等名
      2016年度 応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      龍谷大学瀬田キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間遅れをもつ超離散型SIS病理モデル2015

    • 著者名/発表者名
      関口真基, 石渡恵美子
    • 学会等名
      明治大学MIMS共同研究集会「可積分系が拓く現象数理モデル」(ポスターセッション)
    • 発表場所
      明治大学中野キャンパス (東京都中野区)
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 超離散型ロジスティック方程式における時間遅れの影響2015

    • 著者名/発表者名
      関口真基, 石渡恵美子, 中田行彦
    • 学会等名
      明治大学MIMS共同研究集会「可積分系が拓く現象数理モデル」(ポスターセッション)
    • 発表場所
      明治大学中野キャンパス (東京都中野区)
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] On eigenvectors of structured nonsymmetric matrices related to the integrable discrete systems of hungry type2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Takeuchi, Kensuke Aihara, Akiko Fukuda, Emiko Ishiwata
    • 学会等名
      International Workshop on Eigenvalue Problems: Algorithms; Software and Applications, in Petascale Computing (EPASA2015)
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center (Tsukuba, Japan)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of time delays in ultra-discrete epidemic models2015

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sekiguchi, Emiko Ishiwata
    • 学会等名
      2015 Joint Meeting of the 5th China-Japan-Korea Colloquium on Mathematical Biology and the Japanese Society for Mathematical Biology (CJK-JSMB 2015)
    • 発表場所
      Doshisha University (Kyoto, Japan)
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ある種の構造を持つ非対称帯行列に対する固有ベクトル計算2015

    • 著者名/発表者名
      竹内弘史, 相原研輔, 福田亜希子, 石渡恵美子
    • 学会等名
      日本応用数理学会2014年度研究部会連合発表会「行列・固有値の解法とその応用」研究部会
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 離散戸田方程式のある拡張に基づくTotally Nonnegative 行列の固有値計算アルゴリズム2014

    • 著者名/発表者名
      隅蔵亮, 福田亜希子, 石渡恵美子, 山本有作, 岩崎雅史, 中村佳正
    • 学会等名
      九州大学応用力学研究所共同利用研究集会「非線形波動研究の現状―課題と展望を探る―」
    • 発表場所
      九州大学筑紫地区 筑紫ホール
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-11-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 病理モデルにおける連続型と超離散型との対応関係2014

    • 著者名/発表者名
      関口真基, 石渡恵美子
    • 学会等名
      九州大学応用力学研究所共同利用研究集会「非線形波動研究の現状―課題と展望を探る―」
    • 発表場所
      九州大学筑紫地区 筑紫ホール
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-11-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 離散ハングリーロトカ・ボルテラ系に基づく非対称帯行列の全固有対の計算2014

    • 著者名/発表者名
      竹内弘史, 相原研輔, 福田亜希子, 石渡恵美子
    • 学会等名
      九州大学応用力学研究所共同利用研究集会「非線形波動研究の現状―課題と展望を探る―」
    • 発表場所
      九州大学筑紫地区 筑紫ホール
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-11-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数遅れを持つ離散ロジスティック方程式の安定領域の可視化2014

    • 著者名/発表者名
      谷津田直之, 中田行彦, 石渡恵美子
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所共同利用研究集会 「第11回生物数学の理論とその応用」 (研究代表者: 今隆助)
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所420号室
    • 年月日
      2014-09-16 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamics of ultra discrete epidemic models2014

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sekiguchi, Emiko Ishiwata
    • 学会等名
      The Joint Annual Meeting of the Japanese Society for Mathematical Biology and the Society for Mathematical Biology, (JSMB/SMB Osaka 2014)
    • 発表場所
      Osaka International Convention Center
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2020-03-30  

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