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図書 |
図書
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村上章 [ほか] 著
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図書 |
図書
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田中博, 岡部政之, 鈴木貴著
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論文 |
論文
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後藤, 由貴 ; 笠原, 禎也 ; 佐藤, 亨
概要:
地球磁気圏を伝搬するプラズマ波動の解析は, その発生・伝搬過程における媒質情報を知る手掛かりとなるが, 特に伝搬ベクトルの推定は波動の伝搬特性を知るうえで重要である.本研究では, このようなプラズマの分散関係を満たす電磁波動の伝搬ベクトル推
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定手法である波動分布関数法を利用した新たな手法を開発し, 疑似観測データにより評価を行った.波動分布関数法による伝搬ベクトル推定はいわゆる逆問題であるため, 従来何らかのモデルを仮定し最適解を求める手法がとられてきた.本論文では, より高精度な推定を実現するために, パラメータに物理的意味があり原理的に最も有効であるとされるガウス分布モデルに, パラメータやモデルの特徴を生かした離散法及び積分法を導入した手法について報告する.また, 求解に用いるフィッティングの前処理として, エネルギー関数の考え方を利用した近似解分布推定法を提案し, 非ガウス分布をもつ波動の判別やガウス分布でのフィッティングの初期パラメータの決定に有用であることを示す.
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論文 |
論文
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後藤, 由貴 ; 酒井, 雄一 ; 笠原, 禎也 ; 佐藤, 亨
概要:
金沢大学総合メディア基盤センター<br />人工衛星の用途は多様化しつつあり,地球周辺の電波の伝搬特性の調査は重要な課題である.これらの電波は伝搬媒質であるプラズマの影響を強く受けるが,電離層プラズマが様々な手段を用いて調査が進む一方で,プ
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ラズマ圏プラズマとりわけ密度分布の調査は衛星の一点観測性に阻まれ進んでいないのが現状である.本研究では,不適切逆問題を解くことにより,衛星で観測されるVLF帯の自然電磁波の周波数スペクトル及び伝搬ベクトル方向の情報から,プラズマ圏のグローバルな電子密度分布を推定する手法を開発した.辞書を用いた総当り探索により提案法による解の一意性を確認するとともに擬似観測データを用いて本手法の実観測データへの適用の可否について検討を行った.
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論文 |
論文
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山田, 外史
概要:
本研究は,プレーナ形ミアンダコイルをマイクロプローブとして用い,検査対象の極表面の性状(透磁率と導電率)を計測の可能性とその精度について,解析と実験により検討した。表面からの性状計測は,特定の対象物に対しては劣化の推定のための情報を提供でき
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るとの結論を得た。以下,成果を簡単に列記し,詳細は参照資料に記載した。 1.マイクロECTプローブの製作 エッチング技術によるプレーナ形の13×13mmの大きさのマイクロ検出コイル(センサ)を設計製作し,既存設備のインピーダンスアナライザーにより極表面の電磁気特性を計測するシステムを作成した。測定周波数は,1.0〜500kHzの範囲においてインピーダンスの計測が可能である。 2.マイクロECTプローブの形状の検討 検査物の導電率推定の感度面から最適なマイクロ検出センサの形状を検討した。導電率の高いほど,また厚い金属対象ほどピッチの広いミアンダ形コイルが適していることが明らかになった。また,寸法の異なったコイルを製作し,実験的にも検証した。 3.モデル対象による解析および実験的データの集積 マイクロECTプローブによる測定系をうず電流を考慮した2次元解析モデルとして捉え,解析的にプローブのインピーダンスと検査対象の極表面の性状(透磁率,導電率)との関係をグリッド図として求めることができた。グリッド図から,30%以内の精度で導電率を推定することができた。 4.疲労検出に関するモデル実験 疲労劣化のモデルとして,セラミックコーチングされた金属の複合材料についてセラミック接着層金属の導電率推定からの劣化把握についてモデル実験を行った。接着層の厚み変化がなければ導電率の推定ができ,その変化から劣化検出が可能である。<br />We discussed the feasibility of estimating physical properties (conductivity and permeability) on near-surface of metals without contact by using micro planar type coil and examined its precision by analytical and experimental tests. As a result, the measuring approach gives much information of inspecting deterioration of metallic structure. The achievements of the research project are follows,1. Fabrication of meander planar type probeWe developed the micro planar type coil of 13^*13mm area by etching techniques and made the measuring system to estimate electromagnetic properties by using impedance analyzer. It is possible to measure impedance on the frequency up to 500kHz.2. Examination the shape of the micro planar coilWe examine the pattern of the micro meander coil to improve the sensitivity of estimating conductivity. It is clear that the meander pattern with larger pitch is better to measure the object with higher conductivity and thickness. We verified the relationship by measuring conductivity by various planar coils.3. Analysis and inspection modelWe consider the 2D mode for micro meander probe and could analyze the system by the separation of variables. As a result, we can estimate the conductivity of metal as inverse problem. We can evaluate the conductivity within 30% precision by non-contact method.4. Model experiment for evaluating fatigueWe consider the compound metallic material with ceramic coating as model material. We try to estimate the conductivity of bonding agent between metal and ceramic. It is possible to estimate the conductivity by our method, then the variation of conductivity may give the information of fatigue.<br />研究課題/領域番号:11650421, 研究期間(年度):1999–2000<br />出典：「微細平面コイルによる金属体極表面の性状検出と初期劣化の推定に関する研究」研究成果報告書 課題番号11650421(KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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論文 |
論文
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尾田, 十八 ; Oda, Juhachi
概要:
研究は4ヶ年間にわたり実施され、次のような成果を得た。 1. 生体表面情報から硬組織の力学的挙動を推定する問題が、難解な逆問題であることを指摘し、その解法として生体解析の3次元有限要素法と最適化手法を組み合わせて理論的に解けることを示した。
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2. 3次元有限要素法を用いた生体硬組織の力学的挙動の解析法を示した。具体的にはCT画像情報を基にし、それに3次元CADシステムを適用して、汎用的な生体モデル構築法を確立した。次にこのような生体モデルに有限要素法解析システムANSYSを適用して3次元的な力学解析のできる方法を示した。 3. 2の手法を人工骨頭置換後の大髄骨における応力・ひずみ解析問題および仙骨全摘術後再建モデルの応力・ひずみ解析問題に適用し、その有効性を数値的および実験的にも確認した。 4. 2のシステムと最適化理論を利用して、生体軟組織と硬組織からなる3次元モデルに対し、それに作用している総荷重や変位から、それぞれの組織に作用している荷重分布を推定する方法を示し、その数値的検証を試みた。 5. 本研究の応用例として、創外固定された脛骨骨折部に修復状況を把握するための推定法を考えた。また、その有効性を数値計算と実験によって確認した。<br />The following results are obtained : (1) To estimate the mechanical behaviors of living hard tissue from the surface data is very difficult inverse problem. It is pointed out that the convenient 3-dimensional finite element method and the powerful optimization method are necessary. (2) The solid model to analyze the mechanical behaviors of living hard tissue is produced using the CT image data and CAD system. ANSYS program system of the 3-dimensional FEM is applied to the model and the heat and deformation values are analyzed in detail. (3) By using the analytical system proposed in (2), the stress evaluation problems of total hip prosthesis and reconstructed structure in total sacrectomy are analyzed. From the results, it is obvious that the proposed system is very useful for the practical medical problems. (4) By using the analytical system proposed in (2) and an optimization technique, an inverse problem for soft and hard bio-organization is analyzed. Moreover, as one of the practical inverse problems, the estimation method of bone healing level in tibia with external fixator is studied.<br />研究課題/領域番号:07405007, 研究期間(年度):1995–1998, 平成10(1998)年度 科学研究費補助金 基盤研究(A) 研究成果報告書の一部(概要)を掲載.<br />出典：「生体表面の動的熱・変位情報を用いた生体硬組織の力学的挙動の推定法」研究成果報告書 課題番号07405007 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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論文 |
論文
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笠原, 禎也 ; Kasahara, Yoshiya
概要:
金沢大学学術メディア創成センター<br />宇宙プラズマ環境の衛星観測や理論・シミュレーションによるモデリングなど種々の研究がすすめられているが、従来の磁気圏観測は衛星を現場に送り込み、「その場(in situ)」を直接計測する形態が主で、
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磁気圏全体の巨視的な変動の把握が困難であった。本申請課題では、申請者らによって提案された確率差分方程式に基づく「柔軟な」モデルを用い、自然電波の特性からプラズマ圏の電子密度分布を求めるリモートセンシング法を研究・開発した。本研究課題2年目(最終年度)に当たる今年度は、下記の項目について研究を進め、以下の成果を得た。(1)雷起源の自然電波であるホイスラー波の自動検出アルゴリズムの開発テンプレートマッチング法の導入により、ホイスラー波の分散値を高速かつ高精度に推定する手法を開発した。さらに、ノンダクト伝搬・マルチパス伝搬の効果によって、一次近似表現できないホイスラスペクトルも、高速走査法を導入することで定量化することに成功した。(2)あけぼの実観測データに対する応用あけぼの広帯域受信器のデータに開発アルゴリズムを適用し、一軌道に渡るホイスラ波の分散値の空間変化特性を明らかにした。さらに前述の提案アルゴリズムが、十分に衛星上でリアルタイム処理可能な計算量であることも示した。(3)ホイスラの分散値から電子密度の空間分布を求めるアルゴリズムの検討計算機シミュレーションによって、プラズマ圏内を伝搬するホイスラ波の分散値から、プラズマ圏内の電子密度の空間分布が一意に決定できることを証明した。さらにあけぼの衛星の実観測データを使って、数例について実際に電子密度の空間分布推定を行なった。<br />研究課題/領域番号:15760298, 研究期間(年度):2003 – 2004<br />出典：「自然電波を利用した地球近傍プラズマ空間のグローバルセンシング法の開発」研究成果報告書 課題番号15760298（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-15760298/)を加工して作成
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論文 |
論文
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笠原, 禎也 ; Kawahara, Yoshiya, Yoshiya
概要:
金沢大学理工研究域<br />磁気圏に存在するVLF電磁波動の伝搬特性は、電波源から観測点に至る伝搬路上のプラズマ環境に大きく依存するため、波動の特性から逆に伝搬媒質である宇宙プラズマのグローバル構造が推定できる。本研究課題では、あけぼの衛
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星で観測されるオメガ信号の伝搬特性と、レイトレイシングによるVLF電磁波動の伝搬特性の理論計算を比較し、地球プラズマ圏の電子密度分布を求める逆問題解法の開発を行なった。今年度は昨年開発した確率差分方程式で記述した柔軟な電子密度分布モデルによる地球プラズマ圏内電子密度推定法を、あけぼの衛星によるオメガ信号の実観測データに対して適用し、その妥当性について検証を行なった。1.あけぼの衛星で観測されたオメガ信号の特性からのプラズマ圏内電子密度推定あけぼの衛星で連続的に観測された数例のオメガ信号に対し、本研究で開発した電子密度推定法を適用し、推定結果の妥当性を検証した。一例として磁気嵐回復相における電子密度の空間分布の変化を調査し、磁気嵐主相時に圧縮されたプラズマ圏が元の状態に回復するという理論的なプラズマ圏の振る舞いと合致する結果が導出できることが確認できた。2.プラズマ圏の南北非対称性に関する考察オーストラリア・対馬の南北両半球からのオメガ信号が同時受信されている観測事例を用いて、プラズマ圏の南北非対称性の推定について検討した。擬似データを用いたシミュレーションとも比較し、同手法による非対称性の推定が可能であることを示した。しかし、1衛星を用いた実観測では、衛星周回周期が遅く、電子密度分布の南北と東西の非対称性の識別が難しく、複数衛星による同時観測が必要であることも同時に示された。<br />研究課題/領域番号:13750344, 研究期間(年度):2001-2002<br />出典：「確率差分方程式を用いた柔軟なモデルによる電磁波動情報からの磁気圏構造の再構築」研究成果報告書 課題番号13750344（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（ https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-13750344/）を加工して作成
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論文 |
論文
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土谷, 正明 ; Tsuchiya, Masayuki
概要:
金沢大学自然科学研究科<br />熱方程式にかかわる逆問題として領域形状の推定および拡散係数の推定問題を扱った.前者は領域の変換を通じて領域の形状を表す関数が係数やデータの中に取り込まれ,それを推定することになり後者と同種の問題とみなすこと
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ができる.前者の問題については解析的な方法を主に検討し結果を得た.領域の形状や境界の滑らかさおよび方程式の形のいずれにおいても従来の研究で扱われていたものをかなり一般化した.特に変形面の形状を与える関数についてはリプシッツ連続性のみを仮定し,しかも時間的な変動を許した場合をも扱って,形状の推定に関する新たな方法を提案し,計算上での実効性ならびにその理論的な根拠および安定性も示した.これらの成果は2006年7月の北大での逆問題の国際研究集会で公表の予定である.また係数推定の確率制御論的な考察をする際には観測場所の局所時間をもとにしたランニングコストを使う必要があるが,これは対応するハミルトン・ヤコービ・ベルマン方程式のソース項に相当するところに局所時間の台にマスをもつデルタ関数が現れることを導き,従来と異なる確率制御問題になることを示した.これらは今後整理の上公表する予定である.さらに確率制御理論の立場から関連する資源消費に関する連続時間のジャンプ過程を考察し,対応する最適制御問題を定式化して適当な仮定のもとで具体的な最適制御変数を求め公表した.研究課題を考察するために必要な直交関数系については,ハーディー空間で成り立つ古典的なハーディーの不等式をヤコビ級数の場合に拡張した.またハンケル変換に関する移植作用素がハーディー空間において有界であること示し,それを利用して一般化したチェザロ作用素の有界性を導いた.以上はすべて公表または公表予定である.また研究課題を実際的な局面に応用する際に数値計算が必要になる.その際に必要になる乱数に関連して,マルコフ連鎖の生成するスペクトル拡散系列の具体的な構成法およびマルコフ連鎖の混合性との関連を調べた.更に離散化されたマルコフ変換における超離散力学系の例を構成し公表した.<br />We study the inverse problem determining the shape of some unknown portion of the boundary of a domain based on parabolic equations and also study the one determining the heat conduction coefficients of a heat equation based on the theory of stochastic control. The former is treated through a suitably linearized equation by analytical method. The shape of deforming unknown portion is allowed depending on time and is assumed only to be Lipschitz continuous. The latter provides us with a new type of stochastic control. That is, the running cost is driven by the local time at the measurement place with respect to the controlled diffusion process. Therefore the corresponding HJB equation has singular source term involving the Dirac function supported on the measurement place.In the framework of stochastic control, we also consider some jump process concerned with common property resource and obtain an optimal control variable under suitable conditions.Related to the subject, we need to study some property of systems of orthogonal functions. In particular, the classical Hardy's inequality is extended to the case of Jacobi series and the boundedness of the transplantation operators and Cesaro operators are obtained.Finally, from a viewpoint of numerical analysis, we study some random sequences. An ultradiscrete dynamical system is constructed under consideration of discretized Markov transforms and bit error probabilities of certain communication systems are discussed by using spreading sequences of Markov chains.<br />研究課題/領域番号:16540100, 研究期間(年度):2004 – 2005<br />出典：「熱方程式にかかわる逆問題の確率制御理論に基づく研究」研究成果報告書 課題番号16540100（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-16540100/165401002005kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/)を加工して作成
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図書 |
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H.D.Bui著 ; 青木繁 [ほか] 訳
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