Mathematics and Physics Unit “Multiscale Analysis, Modelling and Simulation”, Top Global University Project早稲田大学 数物系科学拠点

研究テーマ

高周波パータベーションを適用した自動車用三元触媒の研究および開発

研究テーマ

T-Spline 解適合格子細分化法による火星探査用パラシュート周りの流体解析

研究テーマ

3-phase air-water-ice fluid analysis model for vehicle tire with actual geometry and tire deformation on solid ice

研究テーマ

布混入によるポンプ閉塞メカニズム解明のための接触を含む流体構造連成解析

研究テーマ

磁気流体方程式およびブジネスク方程式の荒い解の非一意性に関する数理解析

研究テーマ

圧縮性粘性流体の方程式の数学解析

海外派遣レポート

• 2023年4月～7月チェコ科学アカデミー（チェコ共和国）

研究テーマ

非線形波動伝播に対する消散効果の研究

年次レポート

2023年度年次報告書

研究テーマ

Navier-Stokes-Korteweg方程式に基づくキャビテーション解析のマルチスケール定式化および数値計算

年次レポート

2022年度年次報告書

海外派遣

• 2023年8月～11月ライス大学（アメリカ合衆国）

研究テーマ

Computational method for the thermo-fluid analysis of tires with road contact, tire deformation and heat exchange with road surface

年次レポート

2021年度年次報告書　2022年度年次報告書

受賞

2022年日本流体力学会若手優秀講演賞

海外派遣レポート

• 2023年8月～11月ライス大学（アメリカ合衆国）

研究テーマ

DPW法を用いたtt^*-幾何学の研究、およびLandau-Ginzburg potentialの構成に関する研究

年次レポート

2023年度年次報告書　2022年度年次報告書　2021年度年次報告書

研究テーマ

非圧縮性流体の数学解析

年次レポート

2023年度年次報告書

研究テーマ

地球物理学における大規模流体の数学解析

研究テーマ

単一粒子計測法を用いた多孔質体内部における粒子の拡散・吸着過程の解明

年次レポート

2022年度年次報告書

研究テーマ

プラズマ物理学に関する非線型偏微分方程式の研究

年次レポート

2021年度年次報告書　2022年度年次報告書

論文

1. T. Ozawa, K. Tomioka, Global strong solutions of the coupled Klein-Gordon-Schrödinger equations, arXiv:2212.08575v1.

海外派遣レポート

• 2023年4月～7月ピサ大学（イタリア）
• 2023年9月～2024年3月ピサ大学（イタリア）

研究テーマ

領域の位相的性質に依存する定常流の数学解析

年次レポート

2021年度年次報告書　2022年度年次報告書

論文

1. R. Kanamaru and T. Yamamoto, Logarithmically improved extension criteria involving the pressure for the Navier-Stokes equations in R^n, Math. Nachr. 296 (2023), 2859-2876.

海外派遣レポート

• 2022年8月～12月ピッツバーグ大学（アメリカ合衆国）

研究テーマ

DPW 法によるholomorphic potential の分類とそのOper への応用

年次レポート

2023年度年次報告書　2022年度年次報告書　2021年度年次報告書　2020年度年次報告書

研究テーマ

キャビテーションクラウドの非定常挙動と衝撃波現象の解明に関する研究

年次レポート

2022年度年次報告書　2021年度年次報告書　2020年度年次報告書

修了報告書

2023年度修了報告書

受賞

ASME 2021 Fluids Engineering Division Summer Meeting, Best Presentation Award，2021年11月

論文

1. Ushioku and H. Yoshimura, Particle image velocimetry measurement of velocity fields surrounding cloud cavitation induced by submerged water-jet.
2. Ushioku and H. Yoshimura, Numerical investigation of cloud cavitation and its induced shock wave, Proc. ASME 2021 Fluid Engineering Division Summer Meeting, No. 65731, 9 pages, 2021.
3. Ushioku and H. Yoshimura, Numerical study of unsteady behavior of cloud cavitation by smoothed particle hydrodynamics, Proc. ASME 2020 Fluids Engineering Division Summer Meeting, No. 20117, 7 pages, 2020.
4. T. Ushioku and H. Yoshimura, Numerical analysis of cloud cavitation and induced shock waves by two-dimensional SPH method.

研究テーマ

生体内の薄肉構造解析のための厚みと曲率を考慮した新しい計算手法の考案

年次レポート

2021年度年次報告書　2022年度年次報告書

受賞

2023年度日本計算工学会スカラーシップアワード

海外派遣

• 2023年8月～11月ライス大学（アメリカ合衆国）

修了報告書

• 2023年度修了報告書

論文

1. Y. Taniguchi, K. Takizawa, Y. Otoguro, and T.E. Tezduyar, “A hyperelastic extended Kirchhoff–Love shell model with out-of-plane normal stress: I. Out-of-plane deformation”, Computational Mechanics, 70 (2022) 247–280, 
2. Y. Taniguchi, K. Takizawa, Y. Otoguro, and T.E. Tezduyar, “A hyperelastic extended Kirchhoff–Love shell model with out-of-plane normal stress: II. An isogeometric discretization method for incompressible materials”, Computational Mechanics, to appear, 2024.
3. H. Takeda, Y. Asai, S. Ishida, Y. Taniguchi, T. Terahara, K. Takizawa, and Y. Imai, “Isogeometric boundary element analysis of creasing of capsule in simple shear flow”, Journal of Fluids and Structures, 124 (2024) 104022,
4. Y. Asai, S. Ishida, H. Takeda, G. Nakaie, T. Terahara, Y. Taniguchi, K. Takizawa, and Y. Imai,　“A computational model of red blood cells using an isogeometric formulation with T-splines and a lattice Boltzmann method”, Journal of Fluids and Structures, 125 (2024) 104081,

研究テーマ

有理型接続のモノドロミーデータとポアソン構造

年次レポート

2021年度年次報告書　2020年度年次報告書　2019年度年次報告書　2018年度年次報告書　2017年度年次報告書

修了報告書

修了報告書（2023年3月）

論文

1. Ryosuke Odoi, Symplectic aspects of the tt*-Toda equations, J. Phys. A 55 (2022), no. 16, article 165201

海外派遣レポート

• 2022年2月～3月インディアナ大学-パデュー大学インディアナポリス校（アメリカ合衆国）
•  2020年1月～5月 インディアナ大学-パデュー大学インディアナポリス校（アメリカ合衆国）

研究テーマ

非線型偏微分方程式系の調和解析学的研究

年次レポート

2021年度年次報告書

修了報告書

修了報告書（2023年3月）

論文

1. T. Takeuchi, “The Keller-Segel system of parabolic-parabolic type in homogeneous Besov spaces framework”, J. Differential Equations 298 (2021), 609—640.
2. T. Takeuchi, “Maximal Lorentz regularity for the Keller-Segel system of parabolic-elliptic type”, J. Evol. Equ. 21 (2021), no. 4, 4619—4640.
3. T. Takeuchi, “Space-time analytic smoothing effect of the heat semigroup defined on homogeneous Besov spaces”, Partial Differential Equations in Applied Mathematics 4 (2021), 100174.
4. T. Takeuchi, “Various regularity estimates for the Keller-Segel-Navier-Stokes system in Besov spaces”, J. Differential Equations 343 (2023), 606—658.

受賞

2020年度 小野梓記念賞 (学術賞)

海外派遣レポート

• 2023年1月～3月パーダーボルン大学・ハノーファー大学（ドイツ）

研究テーマ

反応拡散方程式の大域的解構造に関する研究

年次レポート

2021年度年次報告書　2020年度年次報告書

修了報告書

修了報告書（2023年3月）

論文

1. Jumpei Inoue, On the ratio of total masses of species to resources for a logistic equation with Dirichlet boundary condition, Communications on Pure and Applied Analysis, online first, 2022, doi:10.3934/cpaa.2023009.
2. Jumpei Inoue and Kousuke Kuto, Impact of Regional Difference in Recovery Rate on the Total Population of Infected for a Diffusive SIS Model, Mathematics 2021, 9, 888.
3. Jumpei Inoue and Kousuke Kuto, On the unboundedness of the ratio of species and resources for the diffusive logistic equation, Discrete and Continuous Dynamical Systems – B, 2021, 26 (5), 2441-2450.
4. Jumpei Inoue, Limiting profile for stationary solutions maximizing the total population of a diffusive logistic equation, Proceedings of the American Mathematical Society, 149 (2021), no. 12, 5153-5168.

研究テーマ

1. non-stoquastic項を利用した，量子アニーリングにおけるノイズ抑制と多体相互作用の実現手法の提案
2. 着目系のハミルトニアンが時間依存する場合の開放系のダイナミクスの非摂動的な評価

年次レポート

2021年度年次報告書　2020年度年次報告書

修了報告書

修了報告書（2023年3月）

論文

1. T. Suzuki, H. Nakazato, “Generalized Adiabatic Impulse Approximation”, Phys. Rev. A 105, 022211 (2022)

海外派遣レポート

• 2022年6月～8月パレルモ大学（イタリア）

研究テーマ

Computational Analysis of Upstream Wind-Turbine Wake Effect on Downstream Wind-Turbine

年次レポート

2021年度年次報告書　2020年度年次報告書

修了報告書

修了報告書（2023年3月）

論文

1. Yang Liu, K. Takizawa, Y. Otoguro, T. Kuraishi, and T.E. Tezduyar, “Flow Computation with the Space–Time Isogeometric Analysis and Higher-Order Basis Functions in Time”, Mathematical Models and Methods in Applied Sciences, published online, (2022), doi:10.1142/S0218202522500579
2. Yang Liu, K. Takizawa, T.E. Tezduyar, T. Kuraishi, and Y. Zhang, “Carrier-Domain Method for High-Resolution Computation of Time-Periodic Long-Wake Flows”, Computational Mechanics, published online, (2022), doi10.1007/s00466-022-02230-6

受賞

第36回数値流体力学シンポジウムにおいて”ベストCFDグラフィックス・アワード”受賞

海外派遣レポート

• 2022年1月～3月ライス大学（アメリカ合衆国）

研究テーマ

流体混合に現れるカオス構造と輸送メカニズムの解明

年次レポート

2021年度年次報告書　2020年度年次報告書　2019年度年次報告書

修了報告書

修了報告書（2023年3月）

論文

1. M. Watanabe and H. Yoshimura, “Resonance, symmetry, and bifurcation of periodic orbits in perturbed Rayleigh-Bénard convection”, Nonlinearity, Vol. 36, No. 2, pp. 955-999, 2023.（査読付き）
2. M. Watanabe and H. Yoshimura, “Experimental observation of Lagrangian coherent structures in perturbed Rayleigh-Benard convection”, Journal of Fluids Engineering, Vol. 144, No. 4, 040902, 2022.（査読付き．ASME 2021 Fluids Engineering Division Summer Meeting, Flow Visualization Competitionよりtransferした論文．）
3. M. Watanabe and H. Yoshimura, “Experimental observations of Lagrangian coherent structures and fluid transports in perturbed Rayleigh-Bénard convection”, Proc. Third IFAC Conference on Modelling, Identification and Control of Nonlinear Systems, pp. 473-478, Online, September, 2021. （査読付き）
4. M. Watanabe and H. Yoshimura, ”Experimental investigation of Lagrangian coherent structures and lobe dynamics in perturbed Rayleigh-Benard convection”, Proc. ASME 2021 Fluids Engineering Division Summer Meeting, No. 64945, Online, August, 2021. （査読付き）
5. M. Watanabe, Y. Kitamura, N. Hatta, and H. Yoshimura, ”Experimental analysis of Lagrangian coherent structures and chaotic mixing in Rayleigh-Benard convection”, Proc. ASME 2020 Fluids Engineering Division Summer Meeting, No. 20116, Orlando, USA (Online), July, 2020.（査読付き）

受賞

1. 早稲田大学 理工学術院総合研究所，若手研究者奨励賞，2022年3月．
2. 早稲田大学 理工学術院総合研究所 若手研究者育成・支援事業 第11期アーリーバードプログラム，成果報告会 個人発表 優秀賞，2022年3月
3. 伊波伽奈子, 鈴木貴大, 高桑聖仁, 張天逸, 渡辺昌仁，早稲田大学 理工学術院総合研究所 若手研究者育成・支援事業 第11期アーリーバードプログラム，成果報告会 共同研究計画発表 最優秀賞，2022年3月．
4. M. Watanabe and H. Yoshimura, ASME 2021 Fluids Engineering Division Summer Meeting, Flow Visualization Competition (Images Category), 2nd prize，2021年8月．
5. ASME Fluids Engineering Division 2020 Graduate Student Scholarship Award，2021年3月．
6. 文部科学省 次世代研究者育成プログラム HIRAKU 未来博士３分間コンペティション2020，JSW日本製鋼所動画賞，2020年11月．

ASME（米国機械学会）FED 2020 Graduate Student Scholarship Award for the Fluid Measurement and Instrumentation Technical Committee
研究テーマ: “レイリー・ベナール対流に現れるラグランジュ・コヒーレント構造とカオス的混合の実験的解析”
→ 早稲田大学スーパーグローバル大学創成支援 ニュース

研究テーマ

Loop groups and Equations of painleve Types

年次レポート

2021年度年次報告書　2020年度年次報告書　2019年度年次報告書　2018年度年次報告書　2017年度年次報告書

修了報告書

修了報告書（2023年3月）

論文

1. Yoshiki Kaneko, (2022.6). SOLUTIONS OF THE tt*-TODA EQUATIONS AND QUANTUM COHOMOLOGY OF MINUSCULE FLAG MANIFOLDS. Nagoya Mathematical Journal, 1-15. doi:10.1017/nmj.2022.17
2. H. Yudai and Y. Kaneko, “On Some Lie-theoretic Solutions of the tt*-Toda Equations with Ingeter Stokes Data” preprint.

研究テーマ

高増大度の非局所性を持つ Kirchhoff 型楕円型方程式と、関連する特異摂動問題についての変分的解析

2021年度年次報告書

論文

1. Riku Suda, Two Types of Solutions for A Kirchhoff Elliptic Equation with Large Growth NonLocality and Its Singular Perturbation Problem, preprint.

研究テーマ

非定常Navier-Stokes方程式における動的特異点の除去可能性

年次レポート

2021年度年次報告書　2020年度年次報告書

修了報告書

修了報告書（2023年3月）

論文

1. Wakabayashi, F., The Keller-Segel system of parabolic-parabolic type in Morrey space, Journal of Differential Equations, published online November 2018, Volume 265, Issue 9, Pages 4661-4686.
2. Kozono, H., Ushikoshi, E., Wakabayashi, F., Removable time-dependent singularities of solutions to the Stokes equations, Journal of Differential Equations, published online January 2023, Volume 342, Pages 472-489.

研究テーマ

非線形境界条件を伴う放物型・楕円型方程式の研究

年次レポート

2021年度年次報告書　2020年度年次報告書　2019年度年次報告書

修了報告書

修了報告書（2022年3月）

論文

1. K. Kita and M. Ôtani, “Bounds for global solutions of a reaction diffusion system with the Robin boundary conditions”, Differ. Equ. Appl., 11 (2019), no. 2, 227–242.
2. K. Kita and M. Ôtani, H. Sakamoto, “On some parabolic systems arising from a nuclear reactor model with nonlinear boundary conditions”, Adv. Math. Sci. Appl., 27 (2018), no. 2, 193–224.

研究テーマ

非線形偏微分方程式の時間局所的強解の延長可能性の研究

年次レポート

2020年度年次報告書   2019年度年次報告書   2018年度年次報告書

修了報告書

修了報告書（2021年3月）

海外派遣レポート

2019年12月～2020年3月 ダルムシュタット工科大学（ドイツ）

論文

1. R. Kanamaru, “Brezis-Gallouet-Wainger type inequalities and a priori estimates of strong solutions to Navier-Stokes equations”, J. Funct. Anal., 278 (2020), no. 4, 108277, 20 pp.
2. R. Kanamaru, “Optimality of logarithmic interpolation inequalities and extension criteria to the Navier-Stokes and Euler equations in Vishik spaces”, J. Evol. Equ., published online (2020).

研究テーマ

軸流圧縮機に発生するサージ・旋回共存系の相互干渉

年次レポート

2019年度年次報告書   2018年度年次報告書

研究テーマ

放物型方程式論に基づく複素Ginzburg-Landau方程式の研究

年次レポート

2019年度年次報告書   2018年度年次報告書   2017年度年次報告書

修了報告書

修了報告書（2020年3月）

海外派遣レポート

2018年7月 AIMS（台湾）

論文

1. Kuroda, T. Ôtani, M., “Local well-posedness of the complex Ginzburg-Landau equation in bounded domains”, Nonlinear Anal. Real World Appl., 45 (2019), 877–894.
2. Kuroda, T. Ôtani, M., “Initial-boundary value problems for complex Ginzburg-Landau equations governed by p-Laplacian in general domains”, Libertas Mathematica (new series), 38 (2018), no. 2, 67–104.
3. Kuroda, T. Ôtani, M. Shimizu, S., “Initial-boundary value problems for complex Ginzburg-Landau equations in general domains”, Adv. Math. Sci. Appl., 26 (2017), no. 1, 119–141.

研究テーマ

流体構造連成解析のための特殊格子移動法

年次レポート

 2019年度年次報告書   2018年度年次報告書   2017年度年次報告書

修了報告書

 修了報告書（2020年3月）

論文

1. K. Takizawa, T. E. Tezduyar, T. Terahara, and T. Sasaki, “Heart valve flow computation with the integrated Space. Time VMS, Slip Interface, Topology Change and Isogeometric Discretization methods”, Computers & Fluids, 158 (2017) 176–188.
2. K. Takizawa, T. E. Tezduyar, H. Uchikawa, T. Terahara, K. Shiozaki, and A. Yoshida, “Aorta flow analysis and heart valve flow and structure analysis”, Frontiers in Computational Fluid–Structure Interaction and Flow Simulation: Research from Lead Investigators under Forty — 2018, (2018) 29–89.
3. K. Takizawa, T. E. Tezduyar, H. Uchikawa, T. Terahara, T. Sasaki, and A. Yoshida, “Mesh Refinement influence and cardiac-cycle flow periodicity in aorta flow analysis with isogeometric discretization”, Computers & Fluids, 179 (2019) 790–798.
4. T. Terahara, K. Takizawa, T. E. Tezduyar, Y. Bazilevs, and M.-C. Hsu, “Heart valve isogeometric sequentially-coupled FSI analysis with the space–time topology change method”, Computational Mech, 65 (2020) 1167–1187.
5. T. Terahara, K. Takizawa, T. E. Tezduyar, A. Tsushima, and K. Shiozaki, “Ventricle-valve-aorta flow analysis with the Space–Time Isogeometric Discretization and Topology Change”, Computational Mech, published online (2020).

研究テーマ

非線形偏微分方程式の適切性・非適切性の考察

年次レポート

2019年度年次報告書   2018年度年次報告書   2017年度年次報告書

修了報告書

修了報告書（2020年3月）

海外派遣レポート

2017年9月 Cetraro（イタリア）

論文

1. H. Tsurumi, “Counter-examples of the bilinear estimates of the Holder type inequality in homogeneous Besov spaces”, Tokyo J. Math., (2020), in press.
2. H. Tsurumi, “Well-posedness and ill-posedness of the stationary Navier-Stokes equations in toroidal Besov spaces”, Nonlinearity , 32 (2019), no. 10, 3798–3819.
3. H. Tsurumi, “Well-posedness and ill-posedness problems of the stationary Navier-Stokes equations in scaling invariant Besov spaces”, Arch. Ration. Mech. Anal. , 234 (2019), no. 2, 911–923.
4. H. Tsurumi, “Ill-posedness of the stationary Navier-Stokes equations in Besov spaces”, J. Math. Anal. Appl. , 475 (2019), no. 2, 1732–1743.
5. H. Tsurumi, “The stationary Navier-Stokes equations in the scaling invariant Triebel-Lizorkin spaces”, Differential Integral Equations , 32 (2019), no. 5-6, 323–336.

受賞

• 2019年度日本数学会賞建部賢弘賞
  研究テーマ: “Navier-Stokes方程式のBesov空間における適切・非適切性”
  → 2019年度日本数学会賞建部賢弘賞       → 早稲田大学スーパーグローバル大学創成支援 ニュース

研究テーマ

相転移を伴う気液二相流の数学解析

年次レポート

2019年度年次報告書   2018年度年次報告書   2017年度年次報告書

修了報告書

修了報告書（2020年3月）

海外派遣レポート

2019年5月～9月 ピッツバーグ大学（アメリカ合衆国）

2018年9月～12月 インペリアル・カレッジ・ロンドン，レディング大学（イギリス）

2017年9月 Cetraro（イタリア）

論文

1. K. Watanabe, “Strong solutions to compressible–incompressible two-phase flows with phase transitions”, Nonlinear Anal. Real World Appl., 54 (2020), 103101, 62 pp.
2. K. Watanabe, “Compressible-Incompressible Two-Phase Flows with Phase Transition: Model Problem”, J. Math. Fluid Mech, 20 (2018), no. 3, 969–1011.

研究テーマ

微分型相互作用を持つ非線形シュレディンガー方程式の研究

海外派遣レポート

2018年7月～9月 IMPA（ブラジル）

2017年8月～12月 IMPA（ブラジル）

論文

1. Noriyoshi Fukaya, Masayuki Hayashi, Takahisa Inui, A sufficient condition for global existence of solutions to a generalized derivative nonlinear Schrodinger equation, Anal. PDE 10 (2017), no. 5, 1149-1167.
2. Masayuki Hayashi, A note on the nonlinear Schrödinger equation in a general domain, Nonlinear Analysis 173 (2018), 99-122.
3. Masayuki Hayashi, Long-period limit of exact periodic traveling wave solutions for the derivative nonlinear Schrrödinger equation, to appear in Annales de l’Institut Henri Poincaré / Analyse Non Linéaire.

研究テーマ

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海外派遣レポート

2017年10月～18年1月 ライス大学（アメリカ）

海外派遣レポート

2015年7月～8月 ダルムシュタット工科大学（ドイツ）

活動報告

2015年度研究活動報告

論文

1. Go Takahashi, Partial regularity and extension of solutions to the Navier-Stokes equations. RIMS Kokyuroku 2009 (2016), 124-133.

海外派遣レポート

2016年10月～17年2月 ピサ大学（イタリア）

2015年10月～11月 ピサ大学（イタリア）

活動報告

2015年度研究活動報告

論文

1. Kazumasa Fujiwara, Vladimir Georgiev, Tohru Ozawa. Higher order fractional Leibniz rule, J Fourier Anal Appl (2017). https://doi.org/10.1007/s00041-017-9541-y.
2. Kazumasa Fujiwara, Vladimir Georgiev, and Tohru Ozawa. Blow-up for self-interacting fractional Ginzburg-Landau equation, Dynamics of Partial Differential Equations, 15 (2018) 175-182. DOI: http://dx.doi.org/10.4310/DPDE.2018.v15.n3.a1

受賞

• 第6回（平成27年度）日本学術振興会 育志賞
  研究テーマ: “半相対論的非線形場の数学的基礎”
  → 日本学術振興会 育志賞        → 早稲田大学 トピック
  → 早稲田大学スーパーグローバル大学創成支援 ニュース
  → 早稲田大学スーパーグローバル大学創成支援 ニュース 「物理現象を記述せよ 数学の偉大なる力」 

海外派遣レポート

2016年1月～2月 メキシコ国立自治大学（メキシコ）

2015年2月 メキシコ国立自治大学（メキシコ）

活動報告

2015年度研究活動報告

海外派遣レポート

2016年7月 Centre de Congrès de Lyon（フランス）

論文

1. Takuma Narizuka and Yoshihiro Yamazaki. Statistical properties for directional alignment and chasing of players in football games, EPL (Europhysics Letters), Volume 116, Number 6 (2016).