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2013 年度 実績報告書

共通揺らぎによる非線形系のコヒーレンス生成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22684020
研究機関東京工業大学

研究代表者

中尾 裕也  東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (40344048)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード非線形ダイナミクス / 確率過程 / リズム現象 / 同期現象 / 揺らぎ / 縮約理論 / ネットワーク
研究概要

平成25年度は本研究計画の最終年度であった。共通揺らぎによる非線形コヒーレンス生成現象および関連する非線形ダイナミクス分野の諸問題に関連して、以下に述べるような内容について研究を行った。(i) 強く摂動を受ける非線形振動子に対する新しい位相縮約法を提案した。その応用として、強い周期外力に駆動される非線形振動子の同期現象を解析した。(ii) 複雑ネットワーク上のノイズを受けた双安定素子系におけるマクロな転移現象に関して平均場近似と非線形Fokker-Planck方程式を用いた解析を行った。 (iii) 熱対流系の示す非線形振動に対する位相縮約法を提案した。また、その結果を利用して、振動的熱対流の共通揺らぎによる同期現象と、そのために最適な刺激パターンに関する解析を行った。(iv) 3変数の反応拡散系における振動的な不安定性の発生条件に関する解析を行った。またその結果を利用してネットワーク上の生態系モデルの振動不安定性を解析した。(v) 環境信号のフィルタリングによる共通揺らぎ同期現象の改善に関する研究を行った。(vi) その他関連する研究テーマ。以上の各テーマに関して得た結果は、国内外の学会・研究会および国際学術論文誌において発表した。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (41件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (31件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Enhancement of noise correlation for noise-induced synchronization of limit-cycle oscillators by threshold filtering2014

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kazama, Wataru Kurebayashi, Takahiro Tsuchida, Yuta Minoshima, Mikio Hasegawa, Koji Kimura, and Hiroya Nakao
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications

      巻: 5 ページ: 157-171

    • DOI

      10.1587/nolta.5.157

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advection of passive particles over flow networks2014

    • 著者名/発表者名
      Shigefumi Hata, Hiroya Nakao, and Alexander S. Mikhailov
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 89 ページ: 020801(4)

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.89.020801

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Noise-induced synchronization of oscillatory convection and its optimization2014

    • 著者名/発表者名
      Yoji Kawamura and Hiroya Nakao
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 89 ページ: 012912(13)

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.89.012912

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dispersal-induced destabilization of metapopulations and oscillatory Turing patterns in ecological networks2014

    • 著者名/発表者名
      Shigefumi Hata, Hiroya Nakao, and Alexander S. Mikhailov
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 4 ページ: 3585(9)

    • DOI

      10.1038/srep03585

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sufficient conditions for wave instability in three-component reaction-diffusion systems2014

    • 著者名/発表者名
      Shigefumi Hata, Hiroya Nakao, and Alexander S. Mikhailov
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      ページ: 013A01(17)

    • DOI

      10.1093/ptep/ptt102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Collective phase description of oscillatory convection2013

    • 著者名/発表者名
      Yoji Kawamura and Hiroya Nakao
    • 雑誌名

      Chaos

      巻: 23 ページ: 043129(11)

    • DOI

      10.1063/1.4837775

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase reduction method for strongly perturbed limit cycle oscillators2013

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kurebayashi, Sho Shirasaka, and Hiroya Nakao
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 111 ページ: 214101(5)

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.111.214101

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase ordering in coupled noisy bistable systems on scale-free networks2013

    • 著者名/発表者名
      Yu Atsumi, Shigefumi Hata, and Hiroya Nakao
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 88 ページ: 052806(15)

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.88.052806

    • 査読あり
  • [学会発表] カオス振動子の位相縮約について2014

    • 著者名/発表者名
      紅林 亘, 中尾裕也
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 与えられた周期軌道と位相応答特性を持つ非線形振動子のデザイン2014

    • 著者名/発表者名
      石井 翼,紅林 亘,中尾裕也
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] ノイズに誘起される同期パターンの設計・制御法2014

    • 著者名/発表者名
      紅林 亘, 中尾裕也
    • 学会等名
      電子情報通信学会2014年総合大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      20140318-20140321
  • [学会発表] Stochastic Dynamics of Coupled Bistable Systems on Scale-Free Networks2014

    • 著者名/発表者名
      Yu Atsumi, Shigefumi Hata and Hiroya Nakao
    • 学会等名
      5th International Workshop on Complex Networks
    • 発表場所
      Bologna, Italy
    • 年月日
      20140312-20140314
  • [学会発表] A phase reduction method for strongly perturbed limit cycle oscillators and its applications2014

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kurebayashi, Sho Shirasaka, and Hiroya Nakao
    • 学会等名
      Nonlinear dynamics and stochastic methods: from neuroscience to other biological applications
    • 発表場所
      Pittsburgh, USA
    • 年月日
      20140310-20140312
  • [学会発表] カオス振動子における位相の定義について2014

    • 著者名/発表者名
      紅林 亘, 中尾裕也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 非線形問題研究会(NLP)
    • 発表場所
      上智大学四ッ谷キャンパス
    • 年月日
      20140310-20140311
  • [学会発表] 強く結合した非線形振動子の相互同期現象の理論的な解析2014

    • 著者名/発表者名
      紅林 亘, 白坂 将, 中尾裕也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 非線形問題研究会(NLP)
    • 発表場所
      ニセコパークホテル
    • 年月日
      20140121-20140122
  • [学会発表] 局所情報に基づいた最適速度関数の更新による車両制御2014

    • 著者名/発表者名
      蓑島勇太, 中尾裕也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 非線形問題研究会(NLP)
    • 発表場所
      ニセコパークホテル
    • 年月日
      20140121-20140122
  • [学会発表] 所与の周期軌道と位相応答特性を持つ振動子の設計2014

    • 著者名/発表者名
      石井 翼, 紅林 亘, 中尾裕也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 非線形問題研究会(NLP)
    • 発表場所
      ニセコパークホテル
    • 年月日
      20140121-20140122
  • [学会発表] ハイブリッド力学系におけるリミットサイクル振動子結合系の位相縮約法による解析2014

    • 著者名/発表者名
      白坂 将, 紅林 亘, 中尾裕也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 非線形問題研究会(NLP)
    • 発表場所
      ニセコパークホテル
    • 年月日
      20140121-20140122
  • [学会発表] Generation and Control of Autonomous Periodic Motion in a Mathematical Model of Multi-Joint Robots with Energy Dissipation2013

    • 著者名/発表者名
      Sho Yasui, Wataru Kurebayashi, and Hiroya Nakao
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Innovative Mathematical Modeling
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20131112-20131115
  • [学会発表] Phase Description of Strongly Perturbed Nonlinear Oscillators2013

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kurebayashi, Sho Shirasaka, and Hiroya Nakao
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Innovative Mathematical Modeling
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20131112-20131115
  • [学会発表] Phase description of hybrid limit-cycle oscillators2013

    • 著者名/発表者名
      Sho Shirasaka, Wataru Kurebayashi, and Hiroya Nakao
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Innovative Mathematical Modeling
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20131112-20131115
  • [学会発表] Design of nonlinear oscillators with prescribed orbits and response properties2013

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Ishii, Wataru Kurebayashi, and Hiroya Nakao
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Innovative Mathematical Modeling
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20131112-20131115
  • [学会発表] Synchronization and instability in coupled oscillator networks2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Nakao
    • 学会等名
      REPOWGEE (Workshop on Resilient Power Grids and Extreme Events)
    • 発表場所
      Potsdam, Germany
    • 年月日
      20131007-20131009
    • 招待講演
  • [学会発表] 振動性チューリング不安定化が起こるための十分条件2013

    • 著者名/発表者名
      秦重史,中尾裕也,A,Alexander S. Mikhailov
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      20130920-20130923
  • [学会発表] ハイブリッド力学系における位相縮約理論について2013

    • 著者名/発表者名
      白坂将,紅林亘,中尾裕也
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      20130920-20130923
  • [学会発表] 強く結合したリミットサイクル振動子の位相縮約法による解析2013

    • 著者名/発表者名
      紅林亘,白坂将,中尾裕也
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      20130920-20130923
  • [学会発表] 自励振動子の強い周期外力による同期現象の理論的な解析2013

    • 著者名/発表者名
      紅林亘, 白坂将, 中尾裕也
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference (D&D)
    • 発表場所
      九州産業大学
    • 年月日
      20130826-20130830
  • [学会発表] ハイブリッド自励振動子の同期ダイナミクスの位相縮約法による解析及びその応用2013

    • 著者名/発表者名
      白坂将, 紅林亘, 中尾裕也
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference (D&D)
    • 発表場所
      九州産業大学
    • 年月日
      20130826-20130830
  • [学会発表] エネルギー散逸を考慮した多関節ロボットの数理モデルにおける自励周期運動の生成とその制御2013

    • 著者名/発表者名
      安井祥, 紅林亘, 中尾裕也
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference (D&D)
    • 発表場所
      九州産業大学
    • 年月日
      20130826-20130830
  • [学会発表] 自励振動子の強い周期外力による同期現象の解析2013

    • 著者名/発表者名
      紅林亘, 白坂将, 中尾裕也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 複雑コミュニケーションサイエンス研究会(CCS)
    • 発表場所
      新篠津, 北海道
    • 年月日
      20130809-20130819
  • [学会発表] ハイブリッドシステムにおける自励振動子にみられる同期現象の解析2013

    • 著者名/発表者名
      白坂将, 紅林亘, 中尾裕也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 複雑コミュニケーションサイエンス研究会(CCS)
    • 発表場所
      新篠津, 北海道
    • 年月日
      20130809-20130810
  • [学会発表] エネルギー散逸を考慮した多関節ロボットの数理モデルにおける自励周期運動の生成と周期外力による同期現象2013

    • 著者名/発表者名
      安井祥, 紅林亘, 中尾裕也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 複雑コミュニケーションサイエンス研究会(CCS)
    • 発表場所
      新篠津, 北海道
    • 年月日
      20130809-20130810
  • [学会発表] Pattern formation in network-organized reaction-diffusion systems2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Nakao
    • 学会等名
      Workshop on nonlinear PDEs -PDE approach to network and related topics-
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20130627-20130629
    • 招待講演
  • [学会発表] Phase description of limit-cycle oscillators subjected to strong perturbations2013

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kurebayashi, Sho Shirasaka, and Hiroya Nakao
    • 学会等名
      7th International Conference Engineering of Chemical Complexity
    • 発表場所
      Warnemunde, Germany
    • 年月日
      20130610-20130613
  • [学会発表] Phase sensitivity function for hybrid limit-cycle oscillators via the adjoint method2013

    • 著者名/発表者名
      Sho Shirasaka, Wataru Kurebayashi, and Hiroya Nakao
    • 学会等名
      7th International Conference Engineering of Chemical Complexity
    • 発表場所
      Warnemunde, Germany
    • 年月日
      20130610-20130613
  • [学会発表] Phase dynamics of limit-cycle oscillators subjected to strong perturbations2013

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kurebayashi, Sho Shirasaka, and Hiroya Nakao
    • 学会等名
      XXXIII International Conference Dynamics Days Europe 2013
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 年月日
      20130603-07
  • [学会発表] 位相縮約法によるカオス振動子のノイズ同期現象の解析2013

    • 著者名/発表者名
      紅林 亘, 藤原寛太郎, 中尾裕也, 池口徹
    • 学会等名
      電子情報通信学会 非線形問題研究会(NLP)
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      20130527-20130528
  • [学会発表] Analytical Approach to Noise-Induced Phase Synchronization of Chaotic Oscillators2013

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kurebayashi, Kantaro Fujiwara, Hiroya Nakao, and Tohru Ikeguchi
    • 学会等名
      SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems
    • 発表場所
      Snowbird, USA
    • 年月日
      20130519-20130523
  • [学会発表] Phase Reduction Analysis of Oscillatory Patterns in Reaction- Diffusion Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Nakao, Tatsuo Yanagita, Yoji Kawamura
    • 学会等名
      SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems
    • 発表場所
      Snowbird, USA
    • 年月日
      20130519-20130523
  • [備考] Papers

    • URL

      http://www.k.mei.titech.ac.jp/members/nakao/papers.html

  • [備考] Presentations

    • URL

      http://www.k.mei.titech.ac.jp/members/nakao/presentations.html

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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