電気回路結合系の同期現象が介在するエネルギー・情報伝達に関する総括的研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12834006
• 研究機関: 公立はこだて未来大学
• 研究代表者: 上田 皖亮 公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (00025959)
• 研究分担者: 奥村 浩士 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50026241) ; VOLODYMYR Riabov 公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 助教授 (10325904) ; 高安 美佐子 公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 助教授 (20296776) ; 倉光 正己 京都大学, 大学院・工学研究科, 講師 (40026084) ; 引原 隆士 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70198985)
• キーワード: 同期現象 / 分岐現象 / カオス / 電力システム / インターネット・トラフィック・フロー / スライダー・ブロック・モデル / パワーエレクトロニクス / 三次元発振器

研究概要

複雑系科学誕生の契機となったカオス現象の発見は非線形振動として観測される同期現象の研究に源流の一つが在ることは否めない。本研究組織は同期現象を中心に据えて、エネルギーや情報伝達に関わる総括的な研究を行っている。本研究組織が今年度に達成した実績を以下に要約する。
研究代表者である上田は、今までに非線形力学の研究者達が達成した諸成果の情報交換を円滑に行うこと、並びに、彼等が何を動機として、またどのような境遇の元で成果を挙げてきたのかを若手の研究者に知ってもらうことを目的として、カオスが此の世で認知される以前にカオスに関連する研究に従事して来た研究者達自身による記録をカリフォルニア大学のラルフ・アブラハム名誉教授と共同で編集し出版した。代表者は、これ以外に電力系統の停電事故に関連する非線形力学系の分岐現象などの研究を行った。
研究分担者である、伊東、高安、リアボフらはインターネットなどにおける情報伝送システムの動作解析に有用な理論的基礎の一部を構築した。また、地震発生機構に関連する分岐現象を追求し、地震発生の予測可能性に挑戦した。
研究分担者である奥村、引原、倉光らは電気回路、電力伝送、電子回路における同期現象に関連する研究を発展させつつある。パワーエレクトロニクスの発達に伴い電力系統に直流による電力伝送が導入されつつあるが、交流系統との同期や安定性に関連する非線形現象の解明を行った。また、発振器のカオス的挙動に関する詳細も古くて新しい問題である。分担者達は地味ではあるが着実な成果を積み上げている。
これらは何れも、生々しい工学的応用さらには現象の制御に必要不可欠な、(広義の)同期現象に関連する基礎研究である。

研究成果

• [文献書誌] Hirofumi Ohta Yoshisuke Ueda: "Unstable limit cycles in an electric power system and basin koundary of voltage collapse"Chaos, Solitons & Fractals. 12・1. 159-172 (2001)
• [文献書誌] Tetsuro Endo,Wataru Ohno Yoshisuke Ueda: "Explosion of Strange Attractors and Crisis-Induced Intermittency from a Forced Phase-Locked Loop Circuit : Theory and Experiment"International Journal of Bifurcation and Chaos. 10・4. 891-912 (2000)
• [文献書誌] Hidetaka Ito Yoshisuke Ueda: "Emergence of a muttidomain regime and spatiotemporal chaos in Gunn diodes under impact ionization condition"Physics Letters A. 280・5/6. 312-317 (2001)
• [文献書誌] Misako Takayasu,Hideki Takayasu Kensuke Fukuda: "Dynamic Phase Transition observed in the Internet Traffic Flow"Physica A. 277. 248-255 (2000)
• [文献書誌] Kensuke Fukuda,Hideki Takayasu Misako Takayasu: "Origin of Critical Behavior in Ethernet Traffic"Physica A. 287. 289-301 (2000)
• [文献書誌] Volodymyr Riabv Keisuke Ito: "Intermittent phase transitions in a slider-block model as a mechanism for earthquake"Pure and Applied Geophysics(PAGEOPH). 158(to appear). (2001)
• [文献書誌] 引原隆士: "電磁力に関わる非線形力学の基礎研究の一方向"日本AEM学会誌. 8・3. 321-326 (2000)
• [文献書誌] Takashi Hikihara,Kentaro Tarii Yoshisuke Ueda: "Wave and Basin Structure in Spatially Coupled Magneto-Elastic Beam System-Transition between Coexisting Wave Solutions"International Journal of Bifurcation and Chaos. 11(to appear). (2001)
• [文献書誌] Takashi Hikihara,Masaki Kouaka Yoshisuke Ueda: "Controlling Chaotic Chattering in Discontinuous Switching Mode of DC-DC Buck Converter"2000 IEEE Int.Cont.Industrial Electronics and Instrumentation. IECON-2000. 2400-2406 (2000)
• [文献書誌] 引原隆士,薄良彦: "Swing Phenomena and Basin Structure in Electric Power System with DC Transmission"信学技報. NLP2000-69. 1-8 (2000)
• [文献書誌] 倉光正己,黒土勇二: "3次元発振器の対称性とカオス発生"信学技報. NLP2000-84. 39-46 (2000)
• [文献書誌] 倉光正己,黒土勇二: "3次元発振器の対称性とカオス発生"信学技報. NLP2000-158. (2001)
• [文献書誌] Ralph Abraham Yoshisuke Ueda: "The Chaos Avant-Garde-Memories of the early days of chaos theory"World Scientific Publishing Co.Pte.Ltd. 221 (2000)
• [文献書誌] 高安秀樹,高安美佐子: "経済・情報・生命の臨界ゆらぎ"ダイヤモンド社. 252 (2000)
• [文献書誌] 引原隆士 他3名: "エース パワーエレクトロニクス"朝倉書店. 145 (2000)
• [文献書誌] K.Ito,Y.-P.Gunji: "Science of the Interface"Genista-Verlag,Tubingen. (2001)