出原 浩史 (イズハラ ヒロフミ)

IZUHARA Hirofumi

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所属

工学教育研究部 工学基礎教育センター担当

職名

准教授

外部リンク

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(理学) ( 2008年3月   広島大学 )

  • 修士(理学) ( 2005年3月   広島大学 )

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 自然科学一般 / 数学基礎  / 応用数学

  • 自然科学一般 / 数学基礎

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Asymptotic stability of two types of traveling waves for some predator-prey models 招待あり 査読あり

    Zhang H., Izuhara H., Wu Y.

    Discrete and Continuous Dynamical Systems - Series B   26 ( 4 )   2323 - 2342   2021年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Discrete and Continuous Dynamical Systems - Series B  

    This paper is concerned with the asymptotic stability of wave fronts and oscillatory waves for some predator-prey models. By spectral anal- ysis and applying Evans function method with some numerical simulations, we show that the two types of waves with noncritical speeds are spectrally stable and nonlinearly exponentially stable in some exponentially weighted spaces.

    DOI: 10.3934/dcdsb.2021046

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  • The formation of spreading front: the singular limit of three-component reaction–diffusion models 査読あり

    Izuhara H., Monobe H., Wu C.H.

    Journal of Mathematical Biology   82 ( 5 )   2021年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Mathematical Biology  

    Understanding the invasion processes of biological species is a fundamental issue in ecology. Several mathematical models have been proposed to estimate the spreading speed of species. In recent decades, it was reported that some mathematical models of population dynamics have an explicit form of the evolution equations for the spreading front, which are represented by free boundary problems such as the Stefan-like problem (e.g., Mimura et al., Jpn J Appl Math 2:151–186, 1985; Du and Lin, SIAM J Math Anal 42:377–405, 2010). To understand the formation of the spreading front, in this paper, we will consider the singular limit of three-component reaction–diffusion models and give some interpretations for spreading front from the viewpoint of modeling. As an application, we revisit the issue of the spread of the grey squirrel in the UK and estimate the spreading speed of the grey squirrel based on our result. Also, we discuss the relation between some free boundary problems related to population dynamics and mathematical models describing Controlling Invasive Alien Species. Lastly, we numerically consider the traveling wave solutions, which give information on the spreading behavior of invasive species.

    DOI: 10.1007/s00285-021-01591-5

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  • Spatio-temporal coexistence in the cross-diffusion competition system 招待あり 査読あり

    Izuhara H., Kobayashi S.

    Discrete and Continuous Dynamical Systems - Series S   14 ( 3 )   909 - 933   2021年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Discrete and Continuous Dynamical Systems - Series S  

    We study a two component cross-diffusion competition system which describes the population dynamics between two biological species. Since the cross-diffusion competition system possesses the so-called population pressure effects, a variety of solution behaviors can be exhibited compared with the classical diffusion competition system. In particular, we discuss on the existence of spatially non-constant time periodic solutions. Applying the center manifold theory and the standard normal form theory, the cross-diffusion competition system is reduced to a two dimensional dynamical system around a doubly degenerate point. As a result, we show the existence of stable time periodic solutions in the system. This means spatio-temporal coexistence between two biological species.

    DOI: 10.3934/dcdss.2020228

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  • A nonlinear parabolic-hyperbolic system for contact inhibition and a degenerate parabolic Fisher KPP equation 招待あり 査読あり

    Bertsch M., Hilhorst D., Izuhara H., Mimura M., Wakasa T.

    Discrete and Continuous Dynamical Systems- Series A   40 ( 6 )   3117 - 3142   2020年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Discrete and Continuous Dynamical Systems- Series A  

    © 2020 American Institute of Mathematical Sciences. All rights reserved. We consider a mathematical model describing population dynamics of normal and abnormal cell densities with contact inhibition of cell growth from a theoretical point of view. In the first part of this paper, we discuss the global existence of a solution satisfying the segregation property in one space dimension for general initial data. Here, the term segregation property means that the different types of cells keep spatially segregated when the initial densities are segregated. The second part is devoted to singular limit problems for solutions of the PDE system and traveling wave solutions, respectively. Actually, the contact inhibition model considered in this paper possesses quite similar properties to those of the Fisher-KPP equation. In particular, the limit problems reveal a relation between the contact inhibition model and the Fisher-KPP equation.

    DOI: 10.3934/dcds.2019226

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  • Standing and travelling waves in a parabolic-hyperbolic system 査読あり

    Bertsch M., Izuhara H., Mimura M., Wakasa T.

    Discrete and Continuous Dynamical Systems- Series A   39 ( 10 )   5603 - 5635   2019年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Discrete and Continuous Dynamical Systems- Series A  

    © 2019 American Institute of Mathematical Sciences. All rights reserved. We consider a nonlinear system of partial differential equations which describes the dynamics of two types of cell densities with contact inhibition. After a change of variables the system turns out to be parabolic-hyperbolic and admits travelling wave solutions which solve a 3D dynamical system. Compared to the scalar Fisher-KPP equation, the structure of the travelling wave solutions is surprisingly rich and to unravel part of it is the aim of the present paper. In particular, we consider a parameter regime where the minimal wave velocity of the travelling wave solutions is negative. We show that there exists a branch of travelling wave solutions for any nonnegative wave velocity, which is not connected to the travelling wave solution with minimal wave velocity. The travelling wave solutions with nonnegative wave velocity are strictly positive, while the solution with minimal one is segregated in the sense that the product uv vanishes.

    DOI: 10.3934/dcds.2019246

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • 微分積分の押さえどころ

    辻川 亨, 大塚 浩史, 出原 浩史, 伊藤 翼, 矢崎 成俊

    学術図書出版社  2019年 

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    記述言語:日本語

    CiNii Books

  • 線形代数入門

    辻川 亨, 出原 浩史( 担当: 共著)

    学術図書出版社  2017年11月 

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

    CiNii Books

  • パターン形成の数理とバイオメディカルへの応用

    Murray J. D. (James Dickson), 勝瀬 一登, 三村 昌泰, 瀬野 裕美, 吉田 雄紀, 青木 修一郎, 宮嶋 望, 半田 剛久, 清田 正紘, 河内 一樹, 中口 悦史, 梯 正之, 川崎 廣吉, 池田 幸太, 森下 喜弘, 出原 浩史, 関村 利朗, 昌子 浩登, 柴田 達夫, 上田 肇一, 本多 久夫, 稲葉 寿( 担当: 共訳)

    丸善出版  2016年 

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

    CiNii Books

講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • 狭い空間におけるくん焼実験とシミュレーション解析 招待あり

    出原浩史

    京都駅前セミナー 

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    開催年月日: 2020年12月25日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  • 数理モデリング学の形成-数理モデルのこれからを考える- 招待あり

    出原浩史

    MIMS研究集会「現象と数理モデル-数理モデリング学の形成に向けて-」 

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    開催年月日: 2020年11月5日 - 2020年11月6日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  • Mathematical aspect of go-or-grow model 招待あり

    Hirofumi Izuhara

    MIMS workshop 

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    開催年月日: 2020年2月20日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  • 燃焼の数理モデルの新たな実験への応用 招待あり

    出原浩史

    数学と現象 in 清里 

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    開催年月日: 2020年2月2日 - 2020年2月3日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  • 狭い流路における燃焼の数理解析 招待あり

    出原浩史

    松山解析セミナー 

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    開催年月日: 2020年1月31日 - 2020年2月1日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 狭い空間における燃焼の数理モデルと理論解析

    2021年04月 - 2024年03月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

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    担当区分:研究代表者 

  • 燃焼限界近傍における火炎の燃え拡がり方向を決めるメカニズムの解明

    2020年04月 - 2023年03月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

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    担当区分:研究分担者 

  • 燃焼モデルに現れるパターンの計算機支援解析

    2017年04月 - 2021年03月

    科学研究費補助金  若手研究(B)

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    担当区分:研究代表者 

  • 生命現象における階層を超えるミクロとマクロとをつなぐ理論の構築

    2016年04月 - 2019年03月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

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    担当区分:研究代表者 

  • 生物の集合形成メカニズムに対する数理モデルからの探求

    2014年04月 - 2017年03月

    科学研究費補助金  若手研究(B)

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    担当区分:研究代表者 

    バクテリアなどの微生物は集合することにより規則正しいコロニーパターンを形成することがよく知られている. 本研究では, 数理モデルからのアプローチによって生物の自己組織的集合形成のメカニズムを明らかにする.

その他競争的資金獲得実績 【 表示 / 非表示

  • すす燃焼に現れる燃焼パターンのモデル解析からの考察

    2016年04月 - 2017年03月

    明治大学  MIMS重点研究推進プログラム 

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    資金種別:競争的資金

  • すす燃焼に現れる燃焼パターンのモデル解析からの考察

    2015年04月 - 2016年03月

    明治大学先端数理科学インスティテュート  MIMS数理科学共同研究プロジェクト 

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    資金種別:競争的資金

    微小重力環境下での燃焼は通常の重力環境での燃焼と全く異なる振る舞いをすることが知られており、燃焼が指状に広がる。本研究では微小重力環境における燃焼を数理モデル化し、その解析を通して燃焼跡パターンの形成メカニズムを理解することを目標とする。