反応拡散系パターンの自己組織化機構を用いたメッシュ生成法の発展

• 研究課題/領域番号: 26400213
• 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: 武蔵野大学 (2017); 明治大学 (2014-2016)
• 研究代表者: 上山 大信 武蔵野大学, 工学部, 教授 (20304389)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 反応拡散系 / 自己組織化 / メッシュ生成 / シミュレーション / パターン形成 / 偏微分方程式 / 数値解析 / 国際研究者交流

研究成果の概要

コンピュータシミュレーションの発展は、コンピュータの性能向上と共に、様々な分野に拡がりつつある。その中で、空間の離散化はシミュレーションにおいては必須であり、その善し悪しがシミュレーションの精度に直接関係する。本研究では、反応拡散系におけるパターン形成が持つ自己組織化機構の直接の応用として、複雑な領域における反応拡散系のシミュレーション結果であるパターンからメッシュを生成するという新たな方法を提案するものである。2次元領域におけるメッシュ生成の性能の高さを実証し、この方法は原理的には3次元にも拡張可能であるが、その為には３次元反応拡散パターンの理論的な研究の発展が必要となる事が鮮明となった。

研究成果

• [雑誌論文] Basis of self-organized proportion regulation resulting from local contacts (2018)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto Mayuko、Ueyama Daishin
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 巻: 440 ページ: 112-120
  • DOI: 10.1016/j.jtbi.2017.12.028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Marangoni Flow Driven Maze Solving (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Suzuno, D. Ueyama, M. Branicki, R. Toth, A. Braun, I. Lagzi
  • 雑誌名: Advances in Unconventional Computing 巻: 23 ページ: 237-243
  • DOI: 10.1007/978-3-319-33921-4_10
  • ISBN: 9783319339207, 9783319339214
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Maze Solving Using Chemotactic Particles (2016)
  • 著者名/発表者名: Adam Leelossy, Gabor Hallo, Kohta Suzuno, Daishin Ueyama and Istvan Lagzi
  • 雑誌名: International Journal of Unconventional Computing 巻: 12 ページ: 439-452
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Self-assembly of like-charged nanoparticles into Voronoi diagram (2016)
  • 著者名/発表者名: Zambo, D., Suzuno, K., Pothorszky, S., Bardfalvy, D., Hollo, G., Nakanishi, H., Wang, D., Ueyama, D., Deak, A. and Lagzi, I.
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 18 号: 36 ページ: 25735-25740
  • DOI: 10.1039/c6cp04297j
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Maze solving using temperature-induced Marangoni flow (2015)
  • 著者名/発表者名: Petra Lovass, Michal Branicki, Rita Toth, Artur Braun, Kohta Suzuno, Daishin Ueyama, and Istvan Lagzi
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 5 号: 60 ページ: 48563-48568
  • DOI: 10.1039/c5ra08207b
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Advantage of Mucus for Adhesive Locomotion in Gastropods (2014)
  • 著者名/発表者名: Mayuko Iwamoto, Daishin Ueyama, and Ryo Kobayashi
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 巻: 353（21） ページ: 133-141
  • DOI: 10.1016/j.jtbi.2014.02.024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Maze solving using fatty acid chemistry (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohta Suzuno, Daishin Ueyama, Michael Branicki, Rita Toth, Artur Braun and Istvan Lgzi
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 30 号: 31 ページ: 9251-9255
  • DOI: 10.1021/la5018467
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Spontaneous formation of unidirectional path (2014)
  • 著者名/発表者名: Mayuko Iwamoto, Nobuhiko J. Suematsu, and Daishin Ueyama
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 616-617 ページ: 248-253
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2014.10.010
  • 査読あり
• [学会発表] 生物個体群における比率調整機構の数理的考察 (2017)
  • 著者名/発表者名: 上山大信
  • 学会等名: MIMS現象数理学拠点共同研究集会「情報流の数理」
  • 招待講演
• [学会発表] Attempts towards the application of the self-organization in the reaction-diffusion systems (2017)
  • 著者名/発表者名: Daishin Ueyama
  • 学会等名: ICMMA2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Self-organized Regulation Resulting from Local Contacts (2017)
  • 著者名/発表者名: Daishin Ueyama
  • 学会等名: MaCKiE2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mechanism of spontaneous spiral formation on heterogeneous discretized excitable media (2016)
  • 著者名/発表者名: Daishin Ueyama
  • 学会等名: GDRI ReaDiNet Stochastic PDE's, Large Scale Interacting Systems and Applications to Biology
  • 発表場所: University Paris-Sud
  • 年月日: 2016-03-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 比率調整を考える (2016)
  • 著者名/発表者名: 上山大信
  • 学会等名: 第26回 非線形反応と協同現象研究会
  • 発表場所: 明治大学
  • 招待講演
• [学会発表] Waves and Functions (2014)
  • 著者名/発表者名: Daishin Ueyama
  • 学会等名: Oscillation and Dynamic Instabilities in Chemical Systems, Gordon Research Conference
  • 発表場所: Melia Golf Vichy Catalan Business and Convention Center Girona, Spain
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-18
  • 招待講演
• [学会発表] A self-organized mesh generator using pattern formation in a reaction- diffusion system (2014)
  • 著者名/発表者名: Daishin Ueyama
  • 学会等名: Miniworkshop on mathematical biology
  • 発表場所: パリ南大学
  • 年月日: 2014-06-06
  • 招待講演