領域分割法・最適制御の積極活用による流れ、電磁場・音場、連成系の問題解明

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13640102
• 研究機関: 流通経済大学
• 研究代表者: 河原田 秀夫 流通経済大学, 流通情報学部, 教授 (90010793)
• 研究分担者: 腰越 秀之 千葉大学, 工学部, 助教授 (70110294) ; 中村 正彰 日本大学, 理工学部, 教授 (00017419) ; 萩原 一郎 東京工業大学, 工学部, 教授 (50282843) ; 水藤 寛 岡山大学, 環境理工学部, 助教授 (10302530)
• キーワード: Mathematical Modeling / Numerical Simulation / Optimization Algorithm / Multi-phase flow / Acoustic problem / Domain decomposition

研究概要

主たる研究活動は以下の3分野に亘る。
1.環境数理に関する研究A.海岸に漂着した油類のバクテリアによる分解過程を化学反応を模したモデルで記述し,そのsimulationを行い実験データと比較した.この際ストークス型2相流の境界に課される不連続境界条件に工夫を凝らした.B.沿岸生態系のモデル構築を通じて海岸における波高数センチの波の有無が,生態系の種の種類に及ぼす影響について議論した.ここで最適化アルゴリズムとして知られるジェネテック法が重要な役割を演じている.
2.非線形最適化アルゴリズムの開発A.Fussy最適化法と遺伝的アルゴリズムとを融合して大次元問題に対応可能な最適化アルゴリズムを開発した.山越えを繰り返して全ての局所最小値を検索する手法と領域分割法に基ずTarget Manifoldの分割手法が重要な役割を演じる.B.Fussy最適化法の構成を模してNeural Networkの援用による勾配法の修正版を構成し数値実験を行った.計算速度と有効性について格段の向上は認められなかった.

研究成果

• [文献書誌] H.Kawarada, E.Baba, H.Suito: "Effects of Breaking Action on Flows in Tidal-flats"Notes on Numerical Fluid Mechanics (Springer). Vol 78. 275-289 (2001)
• [文献書誌] H.Kawarada, H.Suito: "Multi-phase Flow with Reaction"Lecture Notes in Computational Science and Engineering(Springer). 39-56 (2001)
• [文献書誌] 水藤寛, 河原田秀夫: "仮想領域法による脳脊髄液流動のシミュレーション"京都大学数理解析研究所講究録. 1265. 184-188 (2002)
• [文献書誌] 水藤寛, 河原田秀夫: "脳脊髄液流動解析における数値シミュレーション"京都大学数理解析研究所講究録. 1288. 81-85 (2002)
• [文献書誌] H.Suito, H.Kawarada: "Numerical Simulation of Spilled Oil by Fictitions Domain Method"Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics. Vol 21, No.2(掲載予定(受理済み)). (2004)
• [文献書誌] H.Kawarada, H.Hachiya: "Optimal Stock Control Strategy Based on a Stochastic Process"The Journal of Logistics and Informatics. Vol1, No1. 39-47 (2004)
• [文献書誌] E.Baba, H.Kawarada, H.Suito: "Waves and Tidal Flat Ecosystems"Springer. 164 (2003)