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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Mathematical analysis about misorientations and triple junctions effects on evolution of grain boundaries

Research Project

Project/Area Number 18K13446
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

水野 将司  日本大学, 理工学部, 准教授 (80609545)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords結晶成長 / 曲率流方程式 / 幾何学的変分問題 / Fokker-Planck方程式 / 結晶方位差 / 三重点
Outline of Annual Research Achievements

昨年度に引き続き, 結晶粒界の運動に由来する数理モデルの解析を行った. Epshteyn氏, Chun氏と共同で研究している, 結晶方位差と三重点に関する確率モデルの研究は査読付き雑誌に投稿中である. また, 決定論的モデルの数値解析と結晶粒界性格分布との関係に関する研究は査読雑誌に投稿し, 掲載が決定している. さらに, 確率モデルに絶対温度を状態変数に加えるため, 自由エネルギーのうち, エントロピーが空間非一様であるときの, 揺動散逸定理に類する結果を導き, 得られたモデルの時間局所適切性を考察した. 得られた結果を査読付き雑誌に投稿中である.
決定論的モデルに対して, 曲率と結晶方位差の効果を課したネットワークに対する局所可解性, 時間大域解の漸近挙動を髙棹氏, 可香谷氏と研究した. 特に, Magni, Mantegazza, Novaga, Pluda, Schulzeらによる曲率流ネットワークの研究結果を結晶方位差の効果を加えた問題に拡張し, 一般的な初期ネットワークに対する局所適切性, 初期曲率と結晶方位差が十分に小さいときの大域可解性と長時間挙動, 特に大域解がSteiner triodに一様収束することを示した. この結果は査読付き雑誌に投稿中である.
エントロピーが空間非一様であるとき, 揺動散逸定理により得られる非線形Fokker-Planck方程式は, Langevin方程式で記述できない. そこで, Langevin方程式, ないしは線形Fokker-Planck方程式の解に対する長時間挙動の解析に有用なエントロピー消散法を非線形Fokker-Planck方程式に拡張する方法を研究した. 研究結果については, 査読付き雑誌に投稿すべく準備中である.

  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Illinois Institute of Technology/The University of Utah/Columbia University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Illinois Institute of Technology/The University of Utah/Columbia University
  • [Journal Article] Grain Growth and the Effect of Different Time Scales2022

    • Author(s)
      Katayun Barmak, Anastasia Dunca, Yekaterina Epshteyn, Chun Liu, Masashi Mizuno
    • Journal Title

      accepted to Springer AWM series volume "Research in the Mathematics of Materials Science"

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Motion of Grain Boundaries with Dynamic Lattice Misorientations and with Triple Junctions Drag2021

    • Author(s)
      Epshteyn Yekaterina、Liu Chun、Mizuno Masashi
    • Journal Title

      SIAM Journal on Mathematical Analysis

      Volume: 53 Pages: 3072~3097

    • DOI

      10.1137/19M1265855

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Large time asymptotic behavior of grain boundaries motion with dynamic lattice misorientations and with triple junctions drag2021

    • Author(s)
      Epshteyn Yekaterina、Liu Chun、Mizuno Masashi
    • Journal Title

      Communications in Mathematical Sciences

      Volume: 19 Pages: 1403~1428

    • DOI

      10.4310/CMS.2021.v19.n5.a10

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A curve shortening equation with time-dependent mobility related to grain boundary motions2021

    • Author(s)
      Mizuno Masashi、Takasao Keisuke
    • Journal Title

      Interfaces and Free Boundaries

      Volume: 23 Pages: 169~190

    • DOI

      10.4171/IFB/453

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A stochastic model of grain boundary dynamics2022

    • Author(s)
      水野 将司
    • Organizer
      金沢解析セミナー
    • Invited
  • [Presentation] 結晶粒界の運動モデルに由来する Fokker-Planck方程式の解の長時間挙動2022

    • Author(s)
      Epshteyn Yekaterina, Liu Chun, 水野 将司
    • Organizer
      日本数学会 2022年度 年会 函数方程式論分科会
  • [Presentation] Evolution of grain boundaries with dynamic lattice orientations and triple junction drag2021

    • Author(s)
      Epshteyn Yekaterina, Liu Chun, Mizuno Masashi
    • Organizer
      SIAM Conference on Mathematical Aspects of Materials Science(MS21)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A curve shortening equation with time-dependent mobility related to grain boundary motions2021

    • Author(s)
      Masashi Mizuno, Keisuke Takasao
    • Organizer
      SIAM Conference on Mathematical Aspects of Materials Science(MS21)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mathematical modeling for grain boundary motion with dynamic lattice misorientations and triple junction drag2021

    • Author(s)
      水野 将司
    • Organizer
      第46回偏微分方程式論札幌シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 結晶成長の確率モデルと揺動散逸定理2021

    • Author(s)
      Epshteyn Yekaterina, Liu Chun, 水野 将司
    • Organizer
      2021年度応用数学合同研究集会
  • [Remarks] 日本大学理工学部数学科 水野将司 Webpage

    • URL

      http://www.math.cst.nihon-u.ac.jp/~mizuno/index.html

URL: 

Published: 2022-12-28  

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