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2013 年度 実績報告書

誤差移入のランダム性を考慮した動的システムの構造解析と保存系数値解法への新展開

研究課題

研究課題/領域番号 23540129
研究機関金沢大学

研究代表者

畑上 到  金沢大学, 電子情報学系, 教授 (50218476)

研究分担者 伊藤 秀一  金沢大学, 数物科学系, 教授 (90159905)
税所 康正  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70195973)
キーワードランダムネス / 分岐過程 / オイラー方程式 / ナヴィエーストークス方程式 / 圧縮性流体 / 衝撃波
研究概要

本研究ではランダムな誤差が動的システムの構造に影響を与える場合のいくつかの解析を継続して行った.まず前年度解析を行っていた保存系圧縮流体方程式のオイラー方程式を題材にその衝撃波の位置変動に関する平均挙動についての研究について論文発表を行った.また前年度に行っていた,キャビティ流れに対するレイノルズ数をパラメータとする分岐過程に対するランダムな誤差移入の影響について,その他の決定論的な離散パラメータの分岐過程に与える影響との関係との観点から比較検討した結果を論文発表した.さらに本年度は,キャビティをいくつかの領域に分割して局所的にランダムネスを付加し,どの領域が全体の流れの分岐に影響するかを調べた.その結果,流れの構造が変化しやすい局所的な領域だけにランダムネスを加えた場合に全体の分岐に影響を与えるということを見出した.これは,乱流遷移等のシミュレーションにおいて,丸め誤差や打ち切り誤差,さらに非線型な誤差によって全体の分岐過程が不正確になるのを防ぐためには,より流れの構造が変化しやすい部分に局所的に誤差を取り除く必要があることを示しており,流体シミュレーション計算の数値解の信頼性に対する重要な知見を与えるものと言える.
さらに保存系のオイラー方程式の結果をもとに,ナビエーストークス方程式の数値シミュレーションについても誤差の移入の影響について考察した.ナビエーストークス方程式の場合には渦の発生が加わり,衝撃波との相互作用もあって非常に解析することが難しいが,オイラー方程式の場合と同様に衝撃波の平均的な位置は風下側にれる一方,その過程は間欠的であることかを明らかにした.またランダムネスを計算領域のいくつかのパターンに分けた局所的な領域に与えることにより,物体のかなり風上側遠方で形成されたマッハ数の高い領域の流下が影響していることを明らかにした.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] On Dependence of Structure of Numerical Solutions of Compressible Euler Equations on Random Noises2014

    • 著者名/発表者名
      I. Hataue
    • 雑誌名

      Theoretical Applied Mechanics

      巻: Vol.62 ページ: 81-89

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dependence of Bifurcation of Flow Structure in Cavity on Numerical Conditions2013

    • 著者名/発表者名
      L. Tang and I. Hataue
    • 雑誌名

      Information

      巻: Vol.16, No.10 ページ: 7297-7309

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mathematical models of the generation of radiation-induced DNA double-strand breaks2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Saisho and A. Ito
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Biology

      巻: Vol.67, No.3 ページ: 717-736

    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA 2本鎖切断生成の確率モデル2013

    • 著者名/発表者名
      税所 康正,伊藤 敦
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1853 ページ: 202-209

  • [学会発表] 遷音速流れへのノイズ付加による衝撃波の位置変動に関する 数値的研究2014

    • 著者名/発表者名
      畑上到,白鳥昇治
    • 学会等名
      日本応用数理学会環瀬戸内応用数理研究部会第17回シンポジウム
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      20140111-20140112
  • [学会発表] 放射線による DNA2 本鎖切断生成の LET 依存性を表す数理モデル2013

    • 著者名/発表者名
      税所康正,伊藤敦
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第56回大会
    • 発表場所
      ホテルクラウンパレス青森
    • 年月日
      20131018-20131020
  • [学会発表] 楕円柱まわりの遷音速流れにおけるノイズの影響に関する 数値的研究2013

    • 著者名/発表者名
      畑上到,白鳥昇治
    • 学会等名
      日本応用数理学会2013年度年会
    • 発表場所
      アクロス福岡
    • 年月日
      20130909-20130911
  • [学会発表] Birkhoff normalization of commuting maps associated with superintegrable systems2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤秀一
    • 学会等名
      「KAM 理論とその周辺」研究集会
    • 発表場所
      金沢大学サテライトプラザ
    • 年月日
      20130619-20130621
  • [学会発表] Examples of random variables in the field of mathematical biology2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Saisho
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Bilateral Symposium on Mathematics Education 2013
    • 発表場所
      National Taiwan Normal University, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      20130606-20130608
  • [学会発表] Study of the Effect of Numerical Conditions on Bifurcation Region in FluidSimulations2013

    • 著者名/発表者名
      L. Tang and I. Hataue
    • 学会等名
      Proceedings of the Sixth International Conference on Information
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20130508-20130511
  • [学会発表] 放射線による DNA 2本鎖切断生成を表現する確率モデルについて

    • 著者名/発表者名
      税所康正
    • 学会等名
      第 50 回放射線影響懇話会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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