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2007 年度 実績報告書

生物集団の運動の統一的模型と相転移としての群れ形成

研究課題

研究課題/領域番号 18540409
研究機関名城大学

研究代表者

中山 章宏  名城大学, 理工学部, 教授 (60212106)

キーワード歩行者流 / 不安定性 / 最適速度 / 生物集団 / 群れ形成
研究概要

本年度行なった研究の第一は、生物集団の模型の原型と想定している2次元最適速度模型において、引力がある場合の安定性の線形解析である。現在の2次元最適速度模型では「特定の方向に向かって進む」という性質が取り入れられているため、空間軸の一つが特別な役割を果たし、解析は簡単になる。その結果、引力が微小量でも存在すれば、低密度領域はすべての感応度に対して不安定となり、安定な領域は最適速度関数の勾配の大きい領域のみに限られることがわかった。この研究は論文1、2として発表した。
続いて、生物運動に適用できる方向性のない模型についても研究中であるが、今年度の研究では数値シミュレーションによる結果しか得られていない。現在は解析的な研究の他、結果と対照できる実験的事実についても調査している。シミュレーションでは低密度で粒子(人、生物など)がいくつかのグループを形成することはわかっている。今年度では逆に高密度にした時に何が起こるかについても調べてみた。その結果、結晶に似た構造も現われ、物性系との関連の存在が期待できることがわかった。この成果は国際会議で発表を行なった(学会発表2)。
本研究の目的は1次元交通流の模型である最適速度模型をべースに1次元から3次元までを統一的に扱う模型の構築である。そのため、模型の基礎になる交通流についても国内の研究者と共同で研究を行なっている。論文3はその実験的な研究の論文であり、国際的に高い評価を得た。学会発表1はその詳細を国際会議で行なったものである。この発表については現在論文を執筆中である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Effect of attractive interaction on instability of pedestrian flow in two dimensional optimal velocity model2008

    • 著者名/発表者名
      A. Nakayama
    • 雑誌名

      Physical Review E 77

      ページ: 016105-1,9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Traffic jams without bottlenecks-experimental evidence for the physical mechanism of the formation of a jam2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugiyama
    • 雑誌名

      New Journal of Physics 10

      ページ: 033001-1,7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Instability of pedestrian flow in 2D optimal velocity model with attractive interaction2007

    • 著者名/発表者名
      A. Nakayama
    • 雑誌名

      Computer Physics Communications 177

      ページ: 162,163

    • 査読あり
  • [学会発表] Dynamical pattern formations of self-driven particles and group formation2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugiyama
    • 学会等名
      Conference on Computational Physics
    • 発表場所
      Brussels, Belgium
    • 年月日
      2007-09-05
  • [学会発表] Detailed Data of Traffic Jam Experiment2007

    • 著者名/発表者名
      A. Nakayama
    • 学会等名
      Traffic and Granular Flow
    • 発表場所
      Orsay, Frahce
    • 年月日
      2007-06-20

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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