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パターンダイナミクス解析研究部門

部門長:服部 裕司 教授

自然現象に現れる様々なパターンとそのダイナミクスに着目し、その数理的な解析を通して、諸分野との連携を推進する。
具体的には、反応拡散系におけるパターンダイナミクスとその材料科学等に対する応用、流れの場におけるパターンダイナミクスについて取り組む。

材料科学における構造形成過程を理解するためのパターンダイナミクスの数理解析

材料の構造は物性や機能と直結しており、パターンダイナミクスを理解することは、物性の発現メカニズムの理解のみならず新材料の創成にも重要な役割を果たす。数理的な視点からパターンダイナミクスの解析や、機械学習を用いてデータからモデルを推定する逆問題に取り組んでいる。(義永那津人 准教授)

材料科学における構造形成過程を理解するためのパターンダイナミクスの数理解析

宇宙実験と特異火炎のパターンダイナミクス解析による燃焼限界統一理論の構築

特異火炎である火炎球と通常火炎、双方の燃焼限界を包含する、燃焼限界の統一理論構築に向け国際宇宙ステーションでの宇宙実験を計画している。
通常の火炎は、火炎を記述する数式から決定論的に導かれるが、火炎球はパターン形成問題であり、その遷移について、露・極東連邦大学等と共同で数理モデルによる分析を行っている。
(丸田薫 教授)

宇宙実験と特異火炎のパターンダイナミクス解析による燃焼限界統一理論の構築

渦構造の不安定化過程の解明

流れに小さな乱れが加わると、一般にさまざまな不安定性により乱れが成長し、乱流状態に至る。
不安定化の過程とそこであらわれる構造パターンは流れの性質によってさまざまである。渦流れを中心とするさまざまな流れの不安定性のメカニズムと乱流に至る過程を解明するために理論的研究と数値シミュレーション研究を行っている。(服部裕司 教授)

渦構造の不安定化過程の解明