報告書番号

581019

タイトル（和文）

水生微生物エコシステムにおける非線形拡散現象の数理と映像化─共同研究報告書─

タイトル（英文）

ANALYSIS AND VISUALIZATION OF NONLINEAR DIFFUSION PHENOMENA -PLANKTON DIFFUSION AND PATTERN FORMATION-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

この共同研究は，昭和５３～５５年に実施された共同研究「海洋微生物生態の基本モデルの数値計算とその動画化」に引きつづいて組織されたものである。本報告はその成果を３部に分けて報告する。第１部はプランクトンに関する生物学的な観察，実験および分析であり，淡水赤潮，動物プランクトンの拡散速度，プランクトンパッチの大きさ，生物対流などが述べられている。第２部は拡散と流れによるパターン形成の数理モデルに関するものであり，生物の移動，セルフシェーディングモデル，流れとパターン形成，ナビエ・ストークス方程式の数値解法，層流から乱流への経路などについて述べられている。第３部はコンピュータグラフィックスに関するもので，新プログラム言語（グラフィックＰＡＳＣＡＬ），動画システム用ディスプレイ，図形表示アルゴリズムが述べられている。

概要 （英文）

THIS VOLUME PRESENTS THE OUTCOMES OF THE RESEARCH ACTIVITY IN ANALYSIS AND VISUALIZATION OF NON-LINEAR DIFFUSION PHENOMENA- PLANKTON DIFFUSION AND PATTERN FORMATION. THE VOLUME CONSISTS OF AN INTRODUCTION AND THREE OTHER PARTS. THE FIRST PART DEALS WITH MEASUREMENTS,EXPERIMENTS AND ANALYSES OF BIOLOGICAL PHENOMENA SUCH AS PLANKTON-PATCHINESS IN FRESH WATER,DIFFUSION VELOCITY OF ZOO-PLANKTONS,SCALE OF PATCHINESS AND BIOCONVECTION. THE SECOND PART DEALS WITH SEVERALMATHEMATICAL/NUMERICAL MODELS FOR PATTERN FORMATION CAUSED BY DIFFUSION WITH DRIFTS:CHARACTERISTICS OF ECOLOGICAL DIFFUSION,SELF-SHADING,PATTERN FORMATION IN DRIFTS(WAVE TRAIN SOLUTION),NUMERICAL APPROXIMATIONS FOR THE NAVIER-STOKES EQUATION AND A MODEL OF ROUTE TO TURBULENCE. THE THIRD PART DEALS WITH TECHNIQUES TO VISUALIZE RESULTS OF NUMERICAL COMPUTATIONS,INCLUDING A DESIGN OF NEW PROGRAMMING LANGUAGE FOR GRAPHICS(GRAPHIC PASCAL),A HARDWARE CONFIGURATION FOR PRODUCING ANIMATED PICTURES AND A 3-D HIDDEN LINE ELIMINATION ALGORITHM.

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