【研究分野】数学基礎・応用数学

【研究領域課題番号】17K14230 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

有限要素法 / Navier-Stokes方程式 / 領域摂動 / Primitive方程式 / 最大正則性 / Stokes-Darcy問題 / 不連続Galerkin法 / Euler方程式 / 摩擦型境界条件 / 誤差評価 / プリミティブ方程式 / 時間大域解 / 応用数学 / 流体

【研究成果の概要】

流体の運動を表す偏微分方程式に対する数学解析と数値解析の研究を行った。数学解析としては、大気や海洋の振る舞いを記述する基礎方程式として知られるPrimitive方程式を対象として、数学的な解がきちんと存在することを示し、流体の支配方程式としてより一般的なNavier-Stokes方程式との関係を明らかにした。数値解析としては、数値シミュレーション手法の一つである有限要素法を考察し、滑らかな領域の偏微分方程式に用いられた場合における数学的正当化を行った。

【研究の社会的意義】

流体の数値シミュレーションにおいては、数値計算手法の急速な発展に比べて、数学的議論を用いた正当化が追いついていない面がある。本研究課題で得られた成果は、数学解析と数値解析の両面からアプローチを行い、欠落している数学的正当化を確立することを試みたものである。経験則で確認するという側面が強かった数値シミュレーションの妥当性を数学理論の面からもサポートし、流体数理の発展に寄与することが期待される。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】数学一般(含確率論・統計数学)

【研究領域課題番号】21740064 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

応用数学 / 数値解析 / 有限要素法 / 流体 / 流体力学 / 数値流体

【研究成果の概要】

本研究では,非圧縮性粘性流体の二相問題に対するフェーズフィールドモデルを対象に,有限要素法による数値計算手法の開発と妥当性・正当性の解析を行った.特に,数学的枠組み(数値解析向けの定式化)の研究,および数値実験による発見的考察と結果の検証に最も力を入れた.結果的に,多相流体現象とその数学理論およびその数値計算手法に,今までになかった視点からの新しい寄与をなした.

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)