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2012 年度 実績報告書

大自由度系を含む力学系の大域的構造と分岐の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21340035
研究機関京都大学

研究代表者

國府 寛司  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50202057)

研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2013-03-31
キーワード力学系 / 分岐 / 大域的構造 / 位相計算的方法 / 大自由度系 / 計算機援用解析 / カオス / Morse分解
研究概要

本研究計画の主な目的は,力学系の大域的ダイナミクスの理解に重要な力学系の大域的構造やその分岐についての知見を深めることと,それを応用して,具体的な非線型現象の数理モデルとして現れる力学系,特に大自由度力学系の振舞いに対するより良い理解を得ようとすることであった.
平成24年度は,これまで取り組んできた各課題について,不十分な点を補いつつ,得られた成果の取りまとめを行った.特に重要な成果として,まず,ダイナミクスの大域的構造を位相幾何的方法と計算機援用解析を融合して調べる Conley-Morse グラフの方法と呼ぶものについて新たな改良を行ったことが挙げられる.ここでは,隣接するパラメータ領域について得られた Conley-Morse グラフの間の関係を示す clutching graph を計算機を用いて求めるアルゴリズムを開発したことと,相空間を非一様にグリッド分割することで計算コストを軽減する工夫が新し得られた.また,Conely-Morse グラフの変化を通してダイナミクスの構造の変化を捉える理論的枠組みとしての位相計算的分岐理論の研究を行い,局所的分岐である saddle-node 分岐と,大域的分岐である crisis 分岐について,それらを位相計算的視点から捉える新しい数学的定式化を得た.
さらに Conley-Morse グラフの方法の応用として,大自由度系の例として取りあげられる結合写像系 CML や結合振動子系に対する大域的ダイナミクスの解析を行い,Conley-Morse グラフの方法で不安定な不変トーラスなどの不変集合とそれらの間の結合関係が捉えられることを確認し,その有用性を検証した.

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] A topological computation approach to the interior crisis bifurcation2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kokubu and Hiroe Oka
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and its Applications IEICE

      巻: Vol.4, No.1 ページ: 97-103.

    • DOI

      doi:10.1587/nolta.4.97

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combinatorial-topological framework for the analysis of global dynamics2012

    • 著者名/発表者名
      Justin Bush, Marcio Gameiro, Shaun Harker, Hiroshi Kokubu, Konstantin Mischaikow, Ippei Obayashi, Pawel Pilarczyk
    • 雑誌名

      Chaos

      巻: 22 ページ: 047508.

    • DOI

      doi:10.1063/1.4767672

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A combinatorial framework for analysis of global dynamics and bifurcations2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kokubu and Konstantin Mischaikow
    • 雑誌名

      Procedia IUTAM

      巻: 5 ページ: 195-198

  • [学会発表] Topological computation method for global dynamics and its application2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kokubu
    • 学会等名
      Nonlinear Partial Differential Equations, Dynamical Systems and Their Applications
    • 発表場所
      RIMS, Kyoto University
    • 年月日
      20120903-20120906
    • 招待講演
  • [学会発表] ダイナミクス全構造計算による新しい相空間構造解析の方法とその応用2012

    • 著者名/発表者名
      國府寛司
    • 学会等名
      計測自動制御学会 第50回自律分散システム部会研究会
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館
    • 年月日
      20120615-20120615
    • 招待講演
  • [学会発表] Topological Computation Methods for Global Dynamics and Bifurcations Part 1: Theory, Part 2: Application2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kokubu
    • 学会等名
      NCTS Workshop on Dynamical Systems
    • 発表場所
      NCTS, National Tsinghua University Hsinchu, Taiwan
    • 年月日
      20120516-20120519
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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