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2017 年度 実績報告書

非線形放物型方程式に対する解の精度保証付き数値計算理論の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K17596
研究機関筑波大学

研究代表者

高安 亮紀  筑波大学, システム情報系, 助教 (60707743)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード精度保証付き数値計算 / 爆発問題 / 非線形発展方程式 / ケラー・シーゲル方程式系 / 数値解析
研究実績の概要

昨年度までの研究成果により,非線形放物型方程式に対する解の精度保証付き数値計算法はほぼ確立された.これは解析半群および発展作用素を利用する精度保証付き数値計算方法で,解の時間局所包含と解の存在時間の延長を繰り返すことにより,ある程度長時間にわたる解の検証が可能となった.さらに,斉次的な非線形項をもつ常微分方程式系の初期値問題に対して,解がある時刻で発散する爆発問題に対する精度保証付き数値計算を用いたアプローチが提案できた.
本年度はこのような研究成果をもとに偏微分方程式の爆発問題に挑戦し,精度保証付き数値計算を用いる解析を研究課題とした.研究成果として,爆発問題を精度保証付き数値計算で扱える微分方程式のクラスを拡げることに成功した.
これまでのアプローチは斉次的な非線形項をもつ常微分方程式系に対して,時空間の特異性解消により精度保証付き数値計算を利用する爆発時刻の厳密包含を可能にしていたが,非線形項が斉次的であるという条件が課されていた.本年度は擬斉次的な非線形項という拡張された非線形項のクラスに対して,「擬斉次コンパクト化」という空間特異性解消方法を提案し,これを利用した爆発時刻の厳密包含を精度保証付き数値計算によって実現した.本研究成果の応用例として,放物-放物型のケラー・シーゲル方程式系の有限体積近似による半離散近似解の有限時間爆発を証明し,爆発時刻の厳密包含を得た.本成果は放物-放物型のケラー・シーゲル方程式系の爆発問題を精度保証付き数値計算を利用して扱った初めての成果である.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Accurate method of verified computing for solutions of semilinear heat equations2017

    • 著者名/発表者名
      A. Takayasu, M. Mizuguchi, T. Kubo, and S. Oishi
    • 雑誌名

      Reliable computing

      巻: 25 ページ: 74-99

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 半群理論を利用する発展方程式に対する解の精度保証付き数値計算2018

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      日本数学会2018年度年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 非線形熱方程式の複素時間変数における解の挙動とその精度保証付き数値計算について2018

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      2018年軽井沢グラフと解析研究集会
  • [学会発表] 擬斉次コンパクト化を利用する爆発解の精度保証付き数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀, 松江要
    • 学会等名
      2017年度応用数学合同研究集会
  • [学会発表] 非線形熱方程式の複素時間における解の挙動と精度保証付き数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      第1回 精度保証付き数値計算の実問題への応用研究集会 (NVR 2017)
    • 招待講演
  • [学会発表] Verified computations for solutions to 1-dimensional advection equations with variable coefficients2017

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Takayasu
    • 学会等名
      Dagstuhl Seminar 17481
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 常微分方程式系に対する爆発解の精度保証付き数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      東大数理情報第3研究室輪講
    • 招待講演
  • [学会発表] 擬斉次コンパクト化を利用する爆発解の数値的検証理論と応用2017

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀
    • 学会等名
      筑波大学エネルギー環境学域懇談会
    • 招待講演
  • [学会発表] 点列空間上での変数係数1次元移流方程式に対する解の精度保証付き数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      尹授老, 高安亮紀, 遠藤靖典
    • 学会等名
      日本応用数理学会2017年度年会
  • [学会発表] Rigorous numerical computations for 1-dimensional advection equations with variable coefficients2017

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Takayasu
    • 学会等名
      Workshop for young scholars Control and inverse problems on waves, oscillations and flows - Mathematical analysis and computational methods -
    • 招待講演
  • [学会発表] Fourier-Chebyshevスペクトル法を用いた変数係数1次元移流方程式の精度保証付き解法2017

    • 著者名/発表者名
      高安亮紀, 尹授老, 遠藤靖典
    • 学会等名
      第46回数値解析シンポジウム

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公開日: 2018-12-17  

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