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2022 年度 研究成果報告書

グリーン関数の求まらない形状の領域における境界要素法

研究課題

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研究課題/領域番号 21K19764
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分60:情報科学、情報工学およびその関連分野
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

飯盛 浩司  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (50638773)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
キーワードグリーン関数 / キャビティ散乱 / 境界要素法 / 共鳴
研究成果の概要

本研究では、測度無限大の境界を有する領域(半無限領域や層状領域など)で定義された波動散乱問題を対象とし、グリーン関数が求まらない場合においても利用可能な汎用的な境界要素法の開発を行った。具体的には、層ポテンシャルとゾンマーフェルト積分の両方を用いるハイブリット積分表現に基づく間接型境界要素法において、見かけの固有値問題を回避する方法論を構築し、従来よりも高信頼かつ高精度な算法を実現した。さらに、半無限境界が局所的に摂動している場合(いわゆるキャビティ散乱)を取り扱うためのハイブリッド積分法を新たに開発し、開放型共鳴の数値計算へと応用した。提案手法により次世代の波動制御の可能性を拓いた。

自由記述の分野

計算科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

境界要素法の古くから続く研究の主流は、個々の問題に対する適切なグリーン関数の解析的な評価・高速な数値計算を基礎とする各々の問題に特化した高度な算法を構築するというものである。本研究は、グリーン関数が求まらない場合においても利用可能な汎用可能な方法の構築をおこなった。特に、キャビティ散乱問題を高精度・高速に解くことのできるシンプルな境界要素法の開発に成功したことは計算科学の分野において学術的に意義深い。また、同問題はセンシングなどの分野において多くの応用を有することから、本研究で開発した新しい境界要素法は工学的にも利用価値の高いものであると考えられる。

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公開日: 2024-01-30  

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