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2020 年度 実施状況報告書

微分代数方程式に対する構造保存数値解法の理論構築と発展方程式への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K23399
研究機関東京大学

研究代表者

佐藤 峻  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (40849072)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2022-03-31
キーワードSAV法 / exponential integrator / 微分代数方程式 / Lagrange Multiplier法
研究実績の概要

構造保存数値解法は長時間挙動などにおいて非常に優れる代わりに計算量が大きくなるという問題を抱えることが多い.そこで,計算量を削減するための手法は既に各種検討されており,特に近年は盛んに研究されている.
前年度に注目したSAV (Scalar Auxiliary Variable) 法に関して,さらに研究を進め,適当な仮定の下でexponential Runge-Kutta法と組合せることでより計算量の小さい数値解法が構成できることを示した.
また,SAV法と関連が深いLagrange Multiplier法という手法は,元来拘束条件をもたない系への手法であるが,これらを拘束条件をもつ系へも適用できるか検討した.その結果,modified Korteweg-de Vries-sine-Gordon方程式という拘束条件を伴う偏微分方程式を例に,Lagrange Multiplier法に工夫を加えることで適用可能であることを示した.

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

拘束条件をもたない系に対する研究はよく進展しているが,本研究の主題である微分代数方程式への適用に関しては当初の予定よりも遅れているといえる.

今後の研究の推進方策

本研究ではここまで通常の常微分方程式に対する研究が中心となっているが,今後はそこで得た知見を微分代数方程式にも拡張していく予定である.

次年度使用額が生じた理由

本年度は学会に成果発表に行くことが困難であったため,次年度使用額が発生している.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2020

すべて 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] Scalar Auxiliary Variable法と保存的exponential Runge-Kutta法の組合せによる高速かつ高精度なスキームの構成2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤峻
    • 学会等名
      日本応用数理学会2021年研究部会連合発表会
  • [学会発表] 混合微分を含む発展方程式に対する構造保存数値解法2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤峻
    • 学会等名
      高専間ネットワークによる微分方程式研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 二次の保存量をもつ常微分方程式に対する線形かつ高精度な構造保存数値解法2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤峻
    • 学会等名
      数値解析セミナー

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公開日: 2021-12-27  

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