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流体力学の非定常問題への実解析的・数値解析的アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 15K04946
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数学解析
研究機関筑波大学

研究代表者

久保 隆徹  筑波大学, 数理物質系, 講師 (90424811)

研究分担者 高安 亮紀  筑波大学, システム情報系, 助教 (60707743)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードNavier-Stokes方程式 / 重み付き空間 / 二相問題 / 最大正則性定理 / Stokes半群のLp-Lq評価 / 最大正則性 / 圧力安定化法 / 弱解 / 時間局所解 / 定常解 / 2次元半空間 / 最大正則性原理 / 2次元半空間 / 自由境界問題 / 安定性
研究成果の概要

非斉次重みなどの重み付きLp空間における様々な非有界領域においてStokes半群の重み付きLp-Lq評価を導き,その空間での時間無限大での減衰度を得た.同様の手法を用いて双曲型Navier - Stokes方程式の外部領域においても局所エネルギー減衰定理を導いた.
圧縮性・圧縮性の二相問題について,モデル問題の線形化問題の解作用素に対するR有界性を導いた.さらに,有界領域での任意の初期値に対する時間局所解の一意存在性を示すことができた.
固有値の非存在範囲に対する計算機援用解析を考察するために圧力安定化法による近似問題を考察しその近似の正当性を示せた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

重み付き空間での解析は,定常問題の安定性解析に有用であり意義がある.また,方向別に重みを変えることができるのはこれから多くの応用が期待できる.
二相問題についての結果や圧力安定化法の近似の正当性に関する結果は,自由境界問題や流体運動のシミュレーションの結果を数学的に保証するものであり,とても意義のある結果である.

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] On a Local Energy Decay Estimate of Solutions to the Hyperbolic type Stokes Equations2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kobayashi, T. Kubo, K. Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 264 ページ: 6061-6061

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On pressure stabilization method for nonstationary Navier-Stokes equations2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kubo, R. Matsui
    • 雑誌名

      Communications on Pure and Applied Analysis

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accurate method of verified computing for solutions of semilinear heat equations2017

    • 著者名/発表者名
      Takayasu, Akitoshi; Mizuguchi, Makoto; Kubo, Takayuki; Oishi, Shin'ichi
    • 雑誌名

      Reliable Computing

      巻: 25 ページ: 74-74

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A method of verified computations for solutions to semilinear parabolic equations using semigroup theory2017

    • 著者名/発表者名
      M. Mizuguchi, A. Takayasu, T. Kubo, and S. Oishi
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Numerical Analysis

      巻: 55:2 号: 2 ページ: 980-1001

    • DOI

      10.1137/141001664

    • NAID

      120007129016

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical verification for existence of a global-in-time solution to semilinear parabolic equations2017

    • 著者名/発表者名
      M. Mizuguchi, A. Takayasu, T. Kubo, and S. Oishi
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics

      巻: 315 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1016/j.cam.2016.10.024

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On some two phase problem for compressible and compressible viscous fluid flow separated by sharp interface.2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo; Yoshihiro Shibata; Kohei Soga
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems - Series A

      巻: 36 ページ: 3741-3774

    • NAID

      120007135602

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Weighted estimate of Stokes semigroup in unbounded domains.2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kobayashi; Takayuki Kubo
    • 雑誌名

      Nonlinear dynamics in partial differential equations, Advanced Studies in Pure Mathematics.

      巻: 64 ページ: 427-435

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On the Asymtotic stability for small initial disturbance of Navier-Stokes flow in a two-dimensional aperture domain2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Hishida; Takayuki Kubo
    • 雑誌名

      Gakuto International Series, Mathematical Sciences and Application, Mathematical Fluid Dynamics and Nonlinear Wave

      巻: 37 ページ: 183-192

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Analysis of non-stationary Navier{Stokes equations approximated by the pressure stabilization method2018

    • 著者名/発表者名
      久保隆徹
    • 学会等名
      研究集会「流体と気体の数学解析」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 非定常Navier-Stokes方程式に対する圧力安定化法について2018

    • 著者名/発表者名
      久保隆徹
    • 学会等名
      日本流体力学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Weighted Lp-Lq estimates of Stokes semigroup and its application to Navier-Stokes equations2016

    • 著者名/発表者名
      久保隆徹
    • 学会等名
      Ito Workshop on Partial Differential Equtions
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] On some two phase problem for compressible-compressible viscous fluid flow2015

    • 著者名/発表者名
      久保隆徹
    • 学会等名
      Workshop on Hyperbolic and Dispersive PDEs in Sendai,
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On some two phase problem for compressible-compressible viscous fluid flow2015

    • 著者名/発表者名
      久保隆徹
    • 学会等名
      Fifth China-Japan Workshop on Mathematical Topics from Fluid Mechanics,
    • 発表場所
      武漢大学(中国)
    • 年月日
      2015-11-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On some two phase problem for compressible-compressible viscous fluid flow2015

    • 著者名/発表者名
      久保隆徹
    • 学会等名
      International Workshop on the Multi-Phase Flow; Analysis, Modelling and Numerics,
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Local well-posedness of the compressible-comressible two phase problem without surface tension2015

    • 著者名/発表者名
      久保隆徹
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Global well-posedness for some two phase problem: compressible-comressible case2015

    • 著者名/発表者名
      久保隆徹
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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