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2015 年度 実績報告書

変分法を用いた液適や泡の運動モデルに対する数理解析

研究課題

研究課題/領域番号 25800087
研究機関北海道大学

研究代表者

Ginder Elliott  北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (30648217)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードdroplet motion / threshold dynamics / free boundary problems / variational methods / numerical algorithm
研究実績の概要

We developed an analytic framework for approximating solutions to a model equation whose evolutions express motions related to droplets and bubbles. Our approach successfully utilized the method of minimizing movements (MM) to treat the phenomena using energy theoretic techniques. By examining free boundary conditions, we incorporated droplet contact angle dynamics into the variational formulation of our problems and developed methods for investigating numerical properties. Using our methods we simulated droplet dynamics (including their coalesce and divisions). We also discovered and analyzed a threshold dynamical algorithm for approximating motion by hyperbolic mean curvature flow and derived method’s order of convergence. Moreover, through the combination of mathematical and computational analysis, we have clarified essential properties of our equations' variational structures. This was achieved by establishing the framework for employing MMs and has enabled us to advance both the simulations and the mathematical analysis. In particular, we were able to reach a major goal of this research, which was to permit that the analysis of the model equation to be performed in the setting of MMs, both mathematically and computationally.

New questions have arisen from this research and we want to continue our analysis to understand their answers. Also, we are excited that the techniques generated in this research can be used in analyzing new problems.

This research was recognized the Mathematical Society of Japan and received the “MSJ Prize for Excellent Applied Mathematicians.”

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Wave-type threshold dynamics and the hyperbolic mean curvature flow2016

    • 著者名/発表者名
      Elliott Ginder, Karel Svadlenka
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: (Submitted) ページ: 1-22

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On an approximation method for hyperbolic mean curvature lfow2016

    • 著者名/発表者名
      Elliott Ginder, Ayumu Katayama, Karel Svadlenka
    • 雑誌名

      Rims Kokyuroku

      巻: TBD ページ: 1-8

  • [雑誌論文] On an approximation scheme for oscillatory interfacial motions2015

    • 著者名/発表者名
      Elliott Ginder, Karel Svadlenka
    • 雑誌名

      Proceedings of the 40th Sapporo Symposium on Partial Differential Equations

      巻: 40 ページ: 90-96

  • [雑誌論文] Wave-type threshold dynamics and the hyperbolic mean curvature flow2015

    • 著者名/発表者名
      Elliott Ginder, Karel Svadlenka
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1505.01963 ページ: 1-17

  • [雑誌論文] 変分法による界面運動のシミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      Elliott Ginder, Karel Svadlenka
    • 雑誌名

      計算工学

      巻: 20 No. 3 ページ: 17-20

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] On an approximation method for hyperbolic mean curvature flow2015

    • 著者名/発表者名
      Elliott Ginder
    • 学会等名
      RIMS研究集会:現象解明に向けた数値解析の新発展
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-11-20 – 2015-11-20
    • 招待講演
  • [学会発表] On an approximation scheme for oscillatory interfacial motions2015

    • 著者名/発表者名
      Elliott Ginder
    • 学会等名
      The 40th Sapporo Symposium on PDE
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-08-20 – 2015-08-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On the use of minimizing movements in applications2015

    • 著者名/発表者名
      Elliott Ginder
    • 学会等名
      数学と現象 in 伊豆大島
    • 発表場所
      伊豆大島(東京都大島町)
    • 年月日
      2015-07-30 – 2015-07-30
    • 招待講演
  • [学会発表] A minimizing movement approach to constrained distributed parameter systems2015

    • 著者名/発表者名
      Elliott Ginder
    • 学会等名
      Hokkaido University PDE Seminar
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-04-20 – 2015-04-20
    • 招待講演
  • [備考] 2013年度応用数学研究奨励賞

    • URL

      http://mathsoc.jp/publicity/appmath2013.html

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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