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2023 年度 研究成果報告書

表面張力とジャンクションの動力学

研究課題

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研究課題/領域番号 21K03349
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分12040:応用数学および統計数学関連
研究機関大阪公立大学 (2023)
金沢大学 (2021-2022)

研究代表者

小俣 正朗  大阪公立大学, 数学研究所, 特別研究員 (20214223)

研究分担者 Ginder Elliott  明治大学, 総合数理学部, 専任教授 (30648217)
菊地 光嗣  静岡大学, 工学部, 教授 (50195202)
SVADLENKA KAREL  京都大学, 理学研究科, 准教授 (60572188)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード変分問題 / 数値解析
研究成果の概要

平均曲率加速度流を定式化した。特に振動を扱うことに対して、クランクニコルソン型の時間差分空間微分型汎関数を導入し、変分の最小化問題(第一段階は近似)に基づく数学構造を与えた。多重泡を扱うため、表面張力と粘着力のバランスによってジャンクションが自動的に動く方程式も導入した。これらに対して変分法や偏微分方程式に基づいた数学的意味づけとシミュレーション技法(計算技術)を確立した。
この方法論により、双曲型自由境界問題、体積保存問題への新たなアプローチを確立した。

自由記述の分野

偏微分方程式論

研究成果の学術的意義や社会的意義

平均曲率加速度流に対する数学的、数値解析的方法論を確立した。これは水面に接触する石鹸膜の運動を記述する。スカラー関数の場合には、数学的定理をいくつか得た。また、多重泡の動力学が扱えるよう、ジャンクションを持つ泡の数値解析的扱いも確立した。
これらの結果は、双曲型自由境界問題や大域問題に画期的な方法論を提起している。

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公開日: 2025-01-30  

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