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非線形偏微分方程式 〜数学で読み解く自然現象〜

(左)最近出版された学術論文
(右)国際研究集会でも評価を受けた

数学のセミナーの様子。
写真は中国の浙江大学に研究滞在した際の研究発表。

福田研究室では、非線形偏微分方程式を理論的な側面から研究しています。
その中でも主に、非線形波動理論及びそれに関連する問題に現れる微分方程式の数学解析を行っています。特に、時間の経過に伴い波の形がどう変わるかに興味があり、解の長時間挙動の解析を扱っています。その一方、周辺分野にも広く目を向けて研究しています。自然現象はその多くが非線形であるために、一つ一つを個別に調べる必要がありますが、異なる現象でも方程式という数学的立場で考えると共通する性質も多く、微分方程式の学習を通して個別の現象という立場を超えた俯瞰的な理解が得られるのも、この分野の魅力の一つです。

研究から広がる未来

偏微分方程式は自然現象を記述するための数理モデルとして、流体力学や振動・波動をはじめとする物理や工学の様々な分野で現れ、その応用範囲も多岐に渡ります。偏微分方程式の理論研究を通して、実験や数値解析だけからは導かれない新しい知見が得られます。

卒業後の未来像

卒業後は企業へ就職する学生もいますが、大学院に進学して深く研究を続ける方が多いです。本研究室では、日頃のセミナーを通して、数学科にも引けを取らない本気の数学指導を行います。純粋な研究力に留まらず、論理的思考力等も養い、幅広い分野で活躍できる人材を育成します。

工学基礎部門 福田 一貴 准教授 Link

新潟大学教育学部を卒業後、北海道大学大学院理学院にて博士の学位を取得。2020年に信州大学工学部助教に着任、2023年より現職。
専門は非線形偏微分方程式論。特に、非線形波動理論と関連の深い方程式に興味があり、解の長時間挙動の解析を中心に研究を行っている。

【私の学問へのきっかけ】
私は高校時代、数学教師を目指して大学の教育学部に進学しました。しかし、大学数学を勉強しているうちに、高校数学とは違った、より抽象的・理論的な数学の世界に魅了され、もっと深く学びたいと考えるようになり、本格的な数学の勉強をするため、当時の指導教員の勧めもあり、北大の大学院の数学専攻に進学しました。研究を続けていくうち、次第に大学院の数年間では短いと感じるようになり、数学者への道を志しました。

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