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2019 年度 実績報告書

力学系理論に基づく臨界的遷移の予兆の探索

研究課題

研究課題/領域番号 26310208
研究機関京都大学

研究代表者

國府 寛司  京都大学, 理学研究科, 教授 (50202057)

研究期間 (年度) 2014-07-18 – 2020-03-31
キーワード力学系 / 分岐 / 臨界的遷移 / 予兆 / 計算トポロジー
研究実績の概要

研究計画に従い,2019年度は以下のような研究を行って成果が得られた:
課題(A)と課題(B)では,臨界的遷移をランダム力学系の理論と関係づけて,力学系の位相計算理論を用いて臨界的遷移の予兆を検出する可能性について検討を継続した.特に,29年度に考案した,ノイズを含む時系列データからダイナミクスの情報を抽出する MGSTD 法を発展させ,より効果的な情報の表示方法や,計算パラメータの選択の方法を整備すると共に,1次元と2次元の確率微分方程式から数値的に生成した時系列データに適用して,その有効性を確認した.さらにその方法を気象データの解析に適用し,北半球冬季の成層圏と対流圏での気圧配置パターンの遷移に関する気象学者の従来の知見と合致する結果を得て,それをまとめた論文が学術誌 SIAM Journal of Applied Dynamical Systems から刊行された.この MGSTD 法は,ランダム力学系と力学系の位相計算理論を融合させる研究方法であり,気象データの解析だけでなく,ランダム性と決定論的ダイナミクスを併せ持つ,より広汎な実現象の時系列解析に適用できると考えられるので,今後もさらに研究を継続・発展させる価値がある.
課題(C)においては,前年度からの2足歩行の歩行・走行遷移の解析を継続し,より現実的な歩行運動の物理特性を考慮した数理モデルの解析を進めた.この遷移メカニズムを,ハイブリッド力学系の新しい 分岐現象として論文にまとめる準備を進めている.

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Topological Computation Analysis of Meteorological Time-Series Data2019

    • 著者名/発表者名
      Morita Hidetoshi、Inatsu Masaru、Kokubu Hiroshi
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Applied Dynamical Systems

      巻: 18 ページ: 1200~1222

    • DOI

      doi:10.1137/18M1184746

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Morse decomposition of dynamics from time-series data2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kokubu
    • 学会等名
      Workshop on Data Analysis and Machine Learning in Dynamical Systems,
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Morse decomposition of dynamics from time-series data and its application2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kokubu
    • 学会等名
      EASIAM Wuhan University, Wuhan, China
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Topological computation analysis of meteorological time-series data2019

    • 著者名/発表者名
      Hidetoshi Morita
    • 学会等名
      Workshop on Data Analysis and Machine Learning in Dynamical Systems,
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Topological computation analysis of meteorological time-series data2019

    • 著者名/発表者名
      森田英俊,稲津將,國府寛司
    • 学会等名
      日本応用数理学会2019年度年会

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公開日: 2021-01-27  

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