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複雑ネットワーク上の移流拡散に伴う不安定化の機構解明とその制御

研究課題

研究課題/領域番号 26880033
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 ソフトコンピューティング
研究機関独立行政法人海洋研究開発機構

研究代表者

秦 重史  独立行政法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, 研究員 (70735927)

研究期間 (年度) 2014-08-29 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード複雑ネットワーク / パターン形成 / 反応移流拡散系
研究実績の概要

平成26年度は本研究計画の初年度であった。複雑ネットワーク上における移流拡散的輸送が系にもたらす不安定化、およびパターン形成に関して、以下に述べる研究を行なった。
1.反応因子の移流輸送が系に不安定化をもたらすことを数値実験により確認した。また、線形安定性解析を通して、不安定化がおこる条件を解析的に明らかにするとともに、活性因子および不活性因子の輸送による不安定化の違いを議論した。さらに、不安定化が超臨界分岐に属する場合について、不安定化に伴い自己組織化的に形成されるパターンを、移流行列の固有ベクトルを用いて説明できることを示した。これにより、移流誘起不安定化に伴い形成されるパターンは、移流強度に関して局在性を持つこと、静的なパターンは移流強度が最も高いノードにのみ局在することなどが明らかになった。
2.マルチプレックスネットワーク(多層ネットワーク。従来の単層ネットワークを一般化したもの。)において、活性因子・不活性因子がそれぞれ異なる層のネットワーク上を移動する系の安定性解析を行なった。数値実験により、反応因子の拡散的移動が系に不安定化をもたらすことを確認した。また、系の安定性を、各ネットワークノードの次数(リンクの数)を用いて評価する方法を提案した。これを通して、平成27年度より開始する挑戦的萌芽研究(研究課題番号:15K12111)に向けて予備的な知見を得ることができた。
上記の結果について、内容を論文にまとめ英文雑誌に投稿するとともに、国内外の会議において講演を行なった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 複雑ネットワーク上における移流方程式2015

    • 著者名/発表者名
      秦重史,中尾裕也,Alexander S. Mikhailov
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学,東京都新宿区
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ネットワーク上におけるパターン形成の数理2015

    • 著者名/発表者名
      秦重史
    • 学会等名
      Mathematics in the Real World 6
    • 発表場所
      首都大学東京,東京都八王子市
    • 年月日
      2015-03-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Advection Equation for Network-Organized systems2014

    • 著者名/発表者名
      S. Hata
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Complex Dynamical Systems and Their Applications: New Mathematical Concepts and Applications in Life Sciences
    • 発表場所
      TOBB University of Economics and Technology, Ankara, Turkey
    • 年月日
      2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 反応拡散ネットワーク理論に基づいた生態系モデルの安定性解析2014

    • 著者名/発表者名
      秦重史
    • 学会等名
      第10回生物数学の理論とその応用
    • 発表場所
      京都大学,京都府京都市
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 論文リスト、発表リストなど

    • URL

      http://sig-hata.com

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-09-09   更新日: 2016-06-01  

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