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論文 【 表示 ／ 非表示 】
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遅延を含む Fisher-KPP 方程式のsemi-wave について 招待あり
出原 浩史, 物部 治徳, Yong-Jie Syu, Chang-Hong Wu
数理解析研究所講究録 2327 1 - 11 2025年12月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（大学，研究機関等紀要）
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Semi-waves for delayed fisher-KPP equations without quasimonotonicity 査読あり 国際共著
出原 浩史
Partial Differential Equations and Applications 6 47 2025年10月
担当区分：筆頭著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC
Traveling waves for Fisher-KPP equations with/without time delay have been studied widely in existing literature. These waves are defined in the whole space and play an important role in population dynamics. In this paper, we study the existence of traveling waves defined only on a half-space (called semi-waves) for the delayed Fisher-KPP equation (or diffusive Hutchinson equation) without quasimonotonicity, which may be used to describe the spread of species in a hostile environment. We show that semi-wave solutions exist as long as its wave speed c is less than the minimal speed c∗ for the Fisher-KPP equation and the delay is not too large; while there are no semi-wave solutions with the speed c≥c∗ for any delay. The appearance of monotone and non-monotone waves and the effect of the delay on the wave profile is also discussed numerically.
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An instability framework of Hopf–Turing–Turing singularity in 2-component reaction–diffusion systems 査読あり
Izuhara H., Kobayashi S.
Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics 42 ( 1 ) 63 - 112 2025年1月
担当区分：筆頭著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics
This paper investigates pattern formation in 2-component reaction–diffusion systems with linear diffusion and local reaction terms. We propose a novel instability framework characterized by 0-mode Hopf instability, m and m + 1 mode Turing instabilities in 2-component reaction–diffusion systems. A normal form for the codimension 3 bifurcation is derived via the center manifold reduction, representing one of the main results in this paper. Additionally, we present numerical results on the bifurcation of certain reaction–diffusion systems and on the chaotic behavior of the normal form.
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Iida M., Izuhara H., Kon R.
Discrete and Continuous Dynamical Systems - Series B 28 ( 12 ) 6159 - 6178 2023年12月
担当区分：責任著者 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
Cross-diffusion may be an important driving force of pattern formation in population models. Recently, a relation between cross-diffusion and reaction-diffusion systems has been revealed from the mathematical modeling point of view. In this paper, we derive a predator–prey model with cross-diffusion from a simple reaction-diffusion system with two behavioral states in the predator population and examine whether cross-diffusion can induce spatial patterns in predator–prey models. We assume that the predators have identical behavioral characteristics except for their mobility and searching activity for preys: we consider two states, namely less mobile predators searching for preys more actively than mobile predators. Our analysis shows that cross-diffusion derived in this situation can induce spatial patterns if the prey-density-dependent conversion rate from less mobile state to mobile one increases more rapidly than that from mobile to less mobile at high prey density.
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SPATIAL SEGREGATION OF MULTIPLE SPECIES: A SINGULAR LIMIT APPROACH 査読あり 国際共著
Izuhara H., Monobe H., Wu C.H.
Discrete and Continuous Dynamical Systems - Series B 28 ( 12 ) 6208 - 6232 2023年12月
担当区分：筆頭著者 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
The spatial segregation of the populations occurs commonly in ecology. One typical way to understand this phenomenon is to consider strong competition in some species. In this paper, we shall consider multiple-species competition-diffusion models. Under the condition that some interspecies competition rates are large, we show that the segregation phenomenon occurs. Furthermore, we derive some two-phase Stefan-like problems appearing as the singular limit, which may provide some modeling interpretation for free boundary problems studied in the literature.
書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】
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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
記述言語：日本語 著書種別：学術書
MISC 【 表示 ／ 非表示 】
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第31回日本数理生物学会大会報告
飯田雅人, 今隆助, 出原浩史
日本数理生物学会ニュースレター ( 96 ) 2 - 5 2022年2月
記述言語：日本語 掲載種別：会議報告等
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半乾燥地域における植生パターンと数理モデル 招待あり
出原浩史
数理科学 数理モデリングと生命科学 59 ( 9 ) 51 - 57 2021年9月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）
講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】
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2次元領域におけるLotka-Volterra競争方程式 -数値分岐解析による定常解の構造- 招待あり
出原浩史
北九州小研究集会 2026年3月7日
開催年月日： 2026年3月7日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
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2次元領域でのロトカ・ヴォルテラ競争方程式の定常解の構造 招待あり
出原浩史
数学と現象 in 清里 2026年2月3日
開催年月日： 2026年2月1日 - 2026年2月3日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
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2次元領域でのLotka-Volterra 競争方程式の数値分岐解析
出原浩史
応用数学合同研究集会 2025年12月19日
開催年月日： 2025年12月18日 - 2025年12月20日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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Predator–prey model with cross-diffusion 招待あり 国際会議
Hirofumi Izuhara
2025 NCTS Interdisciplinary Two-Day Workshop: Math- ematical Models Inspired by Biology 2025年11月27日
開催年月日： 2025年11月26日 - 2025年11月27日
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
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捕食者-被食者モデルと交差拡散 招待あり
出原浩史
非線形発展方程式セミナー@KUE 2025年11月21日
開催年月日： 2025年11月21日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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熱コレ2022 最優秀動画賞
2022年10月 日本機械学会 熱工学コンファレンス2022 様々な紙の燃え方
中村 愛美, 小林 温斗, 鈴木 啓介, 松岡 常吉, 出原 浩史, 桑名 一徳, 中村 祐二
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞
科研費（文科省・学振・厚労省）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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曲面上の燃焼の数理モデル構築と理論解析
研究課題/領域番号：25K07120 2025年04月 - 2028年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費基金 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
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不安定な燃え拡がり挙動の評価指標の検討
研究課題/領域番号：24K07960 2024年04月 - 2027年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費基金 基盤研究(C)
担当区分：研究分担者
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個体群の広がりを抑制する障害物問題とその解析
研究課題/領域番号：23K03216 2023年04月 - 2026年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費基金 基盤研究(C)
担当区分：研究分担者
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狭い空間における燃焼の数理モデルと理論解析
研究課題/領域番号：21K03353 2021年04月 - 2025年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費基金 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
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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
研究課題/領域番号：20K05001 2020年04月 - 2023年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究分担者
その他競争的資金獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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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
資金種別：競争的資金
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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
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。
研究・技術シーズ 【 表示 ／ 非表示 】
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複雑現象の数理モデリングと計算機シミュレーション
自然・社会に現れるパターン形成の数理
機械学習と数理モデリング技術相談に応じられる関連分野：・複雑現象の数理モデリング
・数値シミュレーションメッセージ：・共同研究の希望テーマ：複雑現象を記述する数理モデルの構築とその応用
・数理モデルを用いた開発というニーズがあれば、ぜひ教えてください。