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2016 年度 実施状況報告書

力学系の位相的計算理論に基づく大域ダイナミクスの時系列解析法の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 16K13780
研究機関龍谷大学

研究代表者

岡 宏枝 (國府宏枝)  龍谷大学, 理工学部, 教授 (20215221)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード力学系 / 時系列解析 / 大域的構造 / 不安定ダイナミクス / パーシス テントホモロジー
研究実績の概要

本年度の実績は以下のとおりである:1)3D乱流のベクトル場のデータのパーシステント・ダイアグラム、distance matrixの予備的計算をして、結果をInternational Workshop on Theoretical Aspects of Near-Wall Turbulence Studies, June 28 - 30,2016,Kansai Seminar House, Kyotoで講演した(講演者はM.Karamer)。計算結果に、特徴的なパターンがみられるが、その理由については、何回かの乱流に専門家と議論をしたが、現時点では明らかでない。今後、エンストロフィーのデータや人工的に作ったデータを用いて同様の計算をして、何が見えているのかを考える予定である。
2)CRITICS Workshop 2016に参加し、random dynamical systemsやearly warning signal等、データ解析の世界的な動きについて知見を得た。
3)パターンダイナミクスを生じる典型的な例として、1次元Swift-Hohenberg 方程式を取り上げ、そのパターンのパーシステンス・ダイアグラムの時系列データから大域的構造がどの程度復元されるかについて考察した。また、一般的な方程式に対して、ある条件下でモース分解が復元されるという定理と、また、1次元Swift-Hohenberg 方程式をコンピュータで計算することにより、定理を支持する計算結果を示した。
4)1)3)の前段階に相当する研究であるが、gene regulartory networkなどの複雑なネットワーク・ダイナミクスの時系列データから、大域的構造を復元するための理論の構築と計算を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

やや遅れている理由のひとつは、申請時に2016年度の主任は決まっていたが、主任業務が予想していたより仕事量が多く、研究に時間がとれなかったことである。また、パーシステント・ダイアグラムやdistance matirxの計算を主に実行していたMiro Kramerが2017年4月に東北大AIMRから、パリのINRIAに異動したため、幾つかの計算が進んでいない。

今後の研究の推進方策

パーシステンス・ダイアグラムの計算に関しては、Miro Kramerがしていたが、彼が異動になる前に、計算法を学び、京大のスパコンでできるように設定した。また、東北大の大林一平氏から、別の方法の計算法を学んだので、この方法でも対応できると思う。
乱流については、まだ、結論が得られていないが、もう少し、当初の方法で模索するつもりである。

次年度使用額が生じた理由

申請時に2016年度の主任は決まっていたが、主任業務が予想していたより仕事量が多く、研究に時間がとれなかったことである。また、パーシステント・ダイアグラムやdistance matirxの計算を主に実行していたMiro Kramerが2017年4月に東北大AIMRから、パリのINRIAに異動したため、幾つかの計算が当初の予定と異なるため、コンピュータ等の購入を差し控えたためである。

次年度使用額の使用計画

今年度は、まず、計算のために、スパコン使用料が生じると思われる。また、外国との共同が多くなったため、外国旅費も当初より多く必要になると思われる。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Rutgers University/Montana State University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Rutgers University/Montana State University
  • [国際共同研究] Free University of Berlin(Germany)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Free University of Berlin
  • [雑誌論文] GLOBAL DYNAMICS FOR STEEP SIGMOIDAL NONLINEARITIES IN TWO DIMENSIONS2017

    • 著者名/発表者名
      TOMAS GEDEON, SHAUN HARKER, HIROSHI KOKUBU, KONSTANTIN MISCHAIKOW,Hiroe Oka
    • 雑誌名

      Physica D

      巻: 339 ページ: 18-38

    • DOI

      10.1016/j.physd.2016.08.006

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Application of persistence diagrams to analysis of high dimensional systems”2016

    • 著者名/発表者名
      Miro Kramer(連携研究者)
    • 学会等名
      International Workshop on Theoretical Aspects of Near-Wall Turbulence Studies
    • 発表場所
      関西セミナーハウス
    • 年月日
      2016-06-28 – 2016-06-30
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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