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2023 年度 実施状況報告書

ヘテロカオスにおける間欠性と予測

研究課題

研究課題/領域番号 19KK0067
研究機関一橋大学

研究代表者

齊木 吉隆  一橋大学, 大学院経営管理研究科, 教授 (20433740)

研究分担者 高橋 博樹  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00467440)
小林 幹  立正大学, 経済学部, 准教授 (10547011)
犬伏 正信  東京理科大学, 理学部第一部応用数学科, 准教授 (20821698)
研究期間 (年度) 2019-10-07 – 2025-03-31
キーワード力学系 / ヘテロカオス / 非双曲力学系 / 機械学習
研究実績の概要

ヘテロカオスとは,稠密軌道をもつひとつのカオス的不変集合に,不安定次元の異なる周期点集合がそれぞれ稠密に存在する力学系ならびにそのカオス的不変集合をさす.本研究課題は,ヘテロカオスの研究を推進するとともにそれに由来する間欠性に着目し,機械学習も援用して予測に繋げることを目指してきた.2023年度は,研究代表者,研究分担者,相手国共同研究者の三名による3次元ヘテロカオス写像に関する論文が査読付き国際誌である SIAM Journal on Applied Dynamical Systems に出版された.そこでは,ヘテロカオスを示す力学系における重要な構造である安定多様体と不安定多様体の交わりを考察して,そのハウスドルフ次元を見積もり,その次元が十分大きく,その交わりが摂動に対して頑強であることを確認している.また,ヘテロカオスに関しての最新の結果を含むレビュー論文を執筆した.また,研究代表者,二名の研究分担者を含む四名による流体乱流のデータ同化をヘテロカオス性を背景にした横断リアプノフ指数で特徴づける論文がPhysical Review Lettersに出版された.他にも,研究代表者と相手国共同研究者による不変集合を伴わない不安定性をもつ写像に関する論文が Atmosphere に出版され,研究代表者らによるデータ駆動微分方程式モデリングに関する論文が Physical Review Eに出版された.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

2023年度は本研究課題の成果をまとめた4編の論文が査読付き国際誌から出版された.

今後の研究の推進方策

ヘテロカオス性に由来する間欠性をもつ低次元写像の解析を相手国共同研究者と共に進めて論文執筆をおこない,査読付き学術誌に投稿する.

次年度使用額が生じた理由

当初参加を予定していた研究打合せのための出張が都合により叶わなかったため,2024年度に実施する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] メリーランド大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      メリーランド大学
  • [雑誌論文] Characterizing Small-Scale Dynamics of Navier-Stokes Turbulence with Transverse Lyapunov Exponents: A Data Assimilation Approach2023

    • 著者名/発表者名
      Inubushi Masanobu、Saiki Yoshitaka、Kobayashi Miki U.、Goto Susumu
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 131 ページ: 254001

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.131.254001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constructing low-dimensional ordinary differential equations from chaotic time series of high- or infinite-dimensional systems using radial-function-based regression2023

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi Natsuki、Nakai Kengo、Saiki Yoshitaka
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 108 ページ: 054220

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.108.054220

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hausdorff Dimension of Cantor Intersections and Robust Heterodimensional Cycles for Heterochaos Horseshoe Maps2023

    • 著者名/発表者名
      Saiki Yoshitaka、Takahasi Hiroki、Yorke James A.
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Applied Dynamical Systems

      巻: 22 ページ: 1852~1876

    • DOI

      10.1137/22M1504986

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Can the Flap of a Butterfly’s Wings Shift a Tornado into Texas Without Chaos?2023

    • 著者名/発表者名
      Saiki Yoshitaka、Yorke James A.
    • 雑誌名

      Atmosphere

      巻: 14 ページ: 821~821

    • DOI

      10.3390/atmos14050821

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 高次元カオスのミニマルモデルについて2023

    • 著者名/発表者名
      齊木吉隆
    • 学会等名
      第62回MCMEセミナー
    • 招待講演
  • [備考] 研究代表者のホームページ

    • URL

      http://saiki.hub.hit-u.ac.jp/

  • [学会・シンポジウム開催] Tateyama Dynamics Workshop2024

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公開日: 2024-12-25  

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