• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2019 年度 実績報告書

進行振動解に対する位相縮約理論の構築による時空間的な同期現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K17769
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

河村 洋史  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(数理科学・先端技術研究開発センター), グループリーダー代理 (90455494)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード位相縮約理論 / 偏微分方程式 / 進行振動解 / 熱対流 / 電気化学振動子 / 位相振動子 / 同相同期 / 逆相同期
研究実績の概要

最終年度である2019年度は、2016年度から2017年度にかけて定式化し、2018年度にその有効性を検証した、拘束条件を持つ偏微分方程式のリミット・トーラス解に対する位相縮約法を論文化した。具体的には、拘束条件を持つ偏微分方程式のシンプルな典型例として、非圧縮性の2次元流体方程式系を考え、その系の進行振動対流に対する位相縮約法を論文化した。また、円柱座標系において速度・圧力変数で表示された3次元回転流体方程式系の進行振動対流に対する位相縮約法の有効性を検証した。
加えて、完全位相ロック状態にある振動子ネットワークの結合系におけるマクロな位相同期ダイナミクスを集団レベルでの位相縮約法により解析し、個々の振動子はすべて同相結合している状況においても集団間では逆相同期に成り得ることを理論だけでなく電気化学振動子を用いた実験でも示した。そして、論文化した。
2016年度から2019年度までの研究期間全体を通じた主要な研究成果は次の通りである。第一に、振動子ネットワークの共通ノイズ同期に対する最適化手法を開発した。第二に、強く相互作用する振動子系に対する集団レベルでの位相縮約法を定式化した。第三に、同期現象の数理科学に関する共著書を改訂した。第四に、偏微分方程式のリミット・サイクル解に対する位相縮約法を用いて、振動対流など偏微分方程式のリミット・サイクル解として記述されるリズム現象の相互同期に対する最適化手法を開発した。第五に、鞭毛の振動運動を偏微分方程式のリミット・サイクル解として記述する数理モデルに対する位相縮約法を定式化して、流体力学的に相互作用する一対の鞭毛の間の位相同期ダイナミクスを解析した。最後に、前述の通り、拘束条件を持つ偏微分方程式のリミット・トーラス解に対する位相縮約法を定式化して、熱的に相互作用する一対の進行振動対流の間の時空間的な位相同期ダイナミクスを解析した。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] セントルイス大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      セントルイス大学
  • [雑誌論文] Anti-phase collective synchronization with intrinsic in-phase coupling of two groups of electrochemical oscillators2019

    • 著者名/発表者名
      Michael Sebek, Yoji Kawamura, Ashley M. Nott, and Istvan Z. Kiss
    • 雑誌名

      Philosophical Transactions of the Royal Society A

      巻: 377 ページ: -

    • DOI

      10.1098/rsta.2019.0095

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Phase reduction of limit-torus solutions to partial differential algebraic equations2019

    • 著者名/発表者名
      Yoji Kawamura
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 1 ページ: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.1.033130

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phase reduction approach to spatiotemporal synchronization of traveling and oscillating convection2019

    • 著者名/発表者名
      Yoji Kawamura
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report

      巻: 119 ページ: 1-4

  • [学会発表] 非局所結合位相振動子系における安定な平面波2020

    • 著者名/発表者名
      河村洋史, Ettore Barbieri
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
  • [学会発表] 偏微分代数方程式におけるリミット・トーラス解の位相縮約法2019

    • 著者名/発表者名
      河村洋史
    • 学会等名
      RIMS共同研究(公開型)「力学系:新たな理論と応用に向けて」
  • [学会発表] 偏微分方程式のリミット・トーラス解に対する位相縮約法2019

    • 著者名/発表者名
      河村洋史
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2019年度年会
  • [学会発表] 非圧縮性流体方程式における進行振動対流解の位相縮約法2019

    • 著者名/発表者名
      河村洋史
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
  • [学会発表] 非圧縮性流体方程式における進行振動対流解の位相記述法2019

    • 著者名/発表者名
      河村洋史
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2019
  • [学会発表] 進行振動対流の時空間的な同期現象に対する位相縮約によるアプローチ2019

    • 著者名/発表者名
      河村洋史
    • 学会等名
      2019年度第3回複雑コミュニケーションサイエンス(CCS)研究会
  • [学会発表] 進行振動対流の時空間的な同期現象に対する位相縮約によるアプローチ2019

    • 著者名/発表者名
      河村洋史
    • 学会等名
      京都大学 非線形科学とその周辺セミナー
    • 招待講演
  • [備考] JAMSTEC Researchers Database (Yoji Kawamura)

    • URL

      http://www.jamstec.go.jp/souran/html/Yoji_Kawamura_ea617-j.html

  • [備考] MAT TOOLBOX

    • URL

      http://www.jamstec.go.jp/mat/j/pamphlet/

  • [備考] figshare (Phil. Trans. R. Soc. A)

    • URL

      https://figshare.com/s/aeffaa13b1d8524e0c47

  • [備考] Twitter (Phys. Rev. Research)

    • URL

      https://twitter.com/PhysRevResearch/status/1199520725213859840

  • [備考] Twitter (Phys. Rev. Research)

    • URL

      https://twitter.com/PhysRevResearch/status/1202374536517300224

URL: 

公開日: 2021-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi