| 第1章 緒言(加藤) 1 |
| 1.1 複雑系,自己組織化とセルオートマトン法 1 |
| 1.2 本書の目的 6 |
| 第2章 セルオートマトン法(加藤) 9 |
| 2.1 セルオートマトン理論の歴史(光成,築山) 9 |
| 2.1.1 ノイマンの有限オートマトン理論 9 |
| 2.1.2 ノイマンの自己複製オートマトン理論 10 |
| 2.1.3 バークスのセルオートマトンに関するエッセイ 13 |
| 2.1.4 コンウェイのライフゲーム 14 |
| 2.1.5 ウルフラムによるCAのリメーク 15 |
| 2.2 セルオートマトン理論の基本原理 17 |
| 2.2.1 セルオートマトン法の特徴 17 |
| 2.2.2 1次元セルオートマトン理論の基本原理 18 |
| 2.2.3 2～3次元セルオートマトン理論の基本原理 22 |
| 2.2.4 反応・拡散モデル 25 |
| 2.3 セルオートマトン理論の適用分野 28 |
| 2.3.1 免疫 28 |
| 2.3.2 高速道路の車の流れ 30 |
| 2.3.3 原油流出事故による海洋汚染 34 |
| 2.3.4 森林火災 35 |
| 2.3.5 その他 37 |
| 第3章 格子ガスオートマトン法と格子ボルツマン法(加藤) 41 |
| 3.1 格子ガスオートマトン法 41 |
| 3.1.1 格子ガスオートマトン法の開発経緯 41 |
| 3.1.2 格子ガスオートマトン法による流体解析の基本原理 44 |
| 3.1.3 格子ガスオートマトン法の拡張 58 |
| 3.1.4 格子ガスオートマトン法の特徴と最近の開発動向 69 |
| 3.2 格子ボルツマン法 71 |
| 3.2.1 格子ボルツマン法の開発経緯 71 |
| 3.2.2 格子ボルツマン法による流体解析の基本原理 73 |
| 3.2.3 格子ボルツマン法の拡張 77 |
| 3.2.4 格子ボルツマン法の最近の開発動向 80 |
| 第4章 流体の自己組織化とパターン形成(加藤) 85 |
| 4.1 流れの中にできる渦 85 |
| 4.1.1 渦の発生と日常生活 85 |
| 4.1.2 渦のシミュレーション結果 92 |
| 4.2 波 96 |
| 4.2.1 波の発生 96 |
| 4.2.2 波のシミュレーション結果 99 |
| 4.3 熱による対流 101 |
| 4.3.1 熱による対流と日常生活の例 101 |
| 4.3.2 熱対流のシミュレーション結果 104 |
| 4.4 乱流 107 |
| 4.4.1 乱流の特徴と複雑さ 107 |
| 4.4.2 乱流のシミュレーション結果 111 |
| 4.5 多孔質な物質の中の流れ 116 |
| 4.5.1 多孔質な物質の中の流れと日常生活とのかかわり 116 |
| 4.5.2 オイルサンドから石油採集のシミュレーション結果 117 |
| 4.6 相変化と沸騰 120 |
| 4.6.1 沸騰と気泡挙動の複雑さ 120 |
| 4.6.2 気化と沸騰のシミュレーション結果 122 |
| 4.7 相分離 125 |
| 4.7.1 相の分離と複雑な境界面の形成 125 |
| 4.7.2 相分離のシミュレーション結果 127 |
| 4.8 ミクロエマルジョン 129 |
| 4.8.1 ミクロエマルジョンの特徴 129 |
| 4.8.2 ミクロエマルジョンのシミュレーション結果 130 |
| 第5章 生体の自己組織化とパターン形成(加藤) 135 |
| 5.1 形態形成研究の歴史(光成,築山) 136 |
| 5.1.1 チューリングモデル出現の背景 136 |
| 5.1.2 チューリングモデル 138 |
| 5.1.3 チューリング以降のモデル 142 |
| 5.2 チューリングモデルによるシミュレーションと実験検証 144 |
| 5.2.1 空間パターンの形成 144 |
| 5.2.2 リズムをもったパターンの形成 148 |
| 5.3 セルオートマトン法によるパターン形成シミュレーション 153 |
| 5.3.1 空間パターンの形成 153 |
| 5.3.2 リズムをもったパターンの形成 165 |
| 第6章 セルオートマトン専用計算機(光成,築山) 177 |
| 6.1 セルオートマトン専用計算機開発の歴史的背景 177 |
| 6.2 セルオートマトン理論と専用計算機 179 |
| 6.2.1 専用計算機からみたセルオートマトン理論 179 |
| 6.2.2 CA専用計算機の概略 184 |
| 6.3 汎用超並列計算機とセルオートマトン法専用計算機 186 |
| 6.3.1 CMシリーズ 186 |
| 6.3.2 CAMシリーズ 189 |
| 6.3.3 RAPシリーズ 196 |
| 6.3.4 ExaRESOLUTEシリーズ 198 |
| 6.3.5 APE100シリーズ 199 |
| 6.3.6 終わりに 201 |
| 索引 205 |
| 第1章 緒言(加藤) 1 |
| 1.1 複雑系,自己組織化とセルオートマトン法 1 |
| 1.2 本書の目的 6 |
| 第2章 セルオートマトン法(加藤) 9 |
| 2.1 セルオートマトン理論の歴史(光成,築山) 9 |
| 2.1.1 ノイマンの有限オートマトン理論 9 |
