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反応拡散方程式系と関連する非線形問題の解析

研究課題

研究課題/領域番号 21540229
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 大域解析学
研究機関早稲田大学

研究代表者

山田 義雄  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20111825)

連携研究者 大谷 光春  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30119656)
田中 和永  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20188288)
廣瀬 宗光  明治大学, 理工学部, 准教授 (50287984)
中島 主恵  東京海洋大学, 海洋科学部, 准教授 (10318800)
竹内 慎吾  芝浦工業大学, システム理工学部, 准教授 (00333021)
久藤 衡介  電気通信大学, 情報理工学研究科, 准教授 (40386602)
若狭 徹  九州工業大学, 工学研究院, 准教授 (20454069)
大屋 博一  佐世保工業高等専門学校, 一般科目, 講師 (70409647)
大枝 和浩  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (70580364)
佐藤 典弘  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (80454023)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード非線形現象 / 反応拡散方程式 / 非線形拡散 / 自由境界問題 / 数理生態学 / 正値定常解 / 人口モデル / 侵入モデル / 大域解
研究概要

本研究においては、数理生態学分野に登場する2種の競合生物の棲み分け現象や新種の侵入現象などに現れる、種の非均質性の様子を数学的に定式化して考える。このような問題は生物種の個体数密度を未知関数とする反応拡散方程式として表わされる。非線形拡散を伴う2種生物モデルに対する正値定常解集合の構造、および生物の侵入をモデルとする自由境界問題に対する展開の成功と絶滅のメカニズムについて、満足できる成果が得られた。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (58件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (31件) (うち査読あり 30件) 学会発表 (25件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 交差拡散を伴う非線形拡散方程式系-数理生態学に現れる反応拡散方程式系2012

    • 著者名/発表者名
      山田義雄
    • 雑誌名

      数学

      巻: 第64巻3号(予定)

    • NAID

      10031177301

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition layers for a spatially inhomogeneous Allen-Cahn equation in multi-dimensional domains2012

    • 著者名/発表者名
      Fang Li and Kimie Nakashima
    • 雑誌名

      Discrete Contin. Dyn. Syst.

      巻: Vol.32 No.4 ページ: 1391-1420

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generalized Jacobian elliptic functions and their application to bifurcation problems associated with p-Laplacian2012

    • 著者名/発表者名
      Shingo Takeuchi
    • 雑誌名

      J. Math. Anal. Appl.

      巻: Vol.385 No.1 ページ: 24-35

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On limit systems for some population models with cross-diffusion2012

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Kuto, Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems, Ser.B

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient and asymptotic dynamics of a prey-predator system with diffusion2012

    • 著者名/発表者名
      Evangelos Latos, Takashi Suzuki, Yoshio, Yamada
    • 雑誌名

      Mathematical Methods in the Applied Sciences

      巻: (掲載確定)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A free boundary problem for a reaction-diffusion equation appearing in ecology2011

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kaneko and Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Adv. Math. Sci. Appl

      巻: Vol.21 No.2(印刷中)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infinite-dimensional attractors for parabolic equations with p-Laplacian in heterogeneous medium2011

    • 著者名/発表者名
      Messoud A. Efendiev and Mitsuharu Otani
    • 雑誌名

      Ann. Inst. H. Poincare Anal. Non Lineaire

      巻: Vol.28 No.4 ページ: 565-582

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A local mountain pass type result for a system of nonlinear Schrodinger equations2011

    • 著者名/発表者名
      Norihisa Ikoma and Kazunaga Tanaka
    • 雑誌名

      Calc. Var. Partial Differential Equations

      巻: Vol.40 No.3-4 ページ: 449-480

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coincidence sets in quasilinear elliptic problems of monostable type2011

    • 著者名/発表者名
      Shingo Takeuchi
    • 雑誌名

      J. Differential Equations

      巻: Vol.251 No.8 ページ: 2196-2208

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of cross-diffusion on the stationary problem for a preypredator model with a protection zone2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Oeda
    • 雑誌名

      J. Differential Equations

      巻: Vol.250 No.10 ページ: 3988-4009

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A free boundary problem for a reaction-diffusion equation appearing in ecology2011

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kaneko, Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Advances in Mathematical Analysis and Applications

      巻: 21巻、No.2

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear scalar field equations in R^N : mountain pass and symmetric mountain pass approaches2010

    • 著者名/発表者名
      Jun Hirata, Norihisa Ikoma and Kazunaga Tanaka
    • 雑誌名

      Topol. Methods Nonlinear Anal.

      巻: Vol.35 No.2 ページ: 253-276

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stationary patterns for an adsorbateinduced phase transition model I2010

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Kuto and Tohru Tsujikawa
    • 雑誌名

      Existence. Discrete Contin. Dyn. Syst. Ser. B

      巻: Vol.14 No.3 ページ: 1105-1117

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Existence of global solutions to the Cauchy problem for some reaction-diffusion systems2010

    • 著者名/発表者名
      Munemitsu Hirose
    • 雑誌名

      Differential Integral Equations

      巻: Vol.23 No.7-8 ページ: 671-684

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Positive solutions for Lotka-Volterra competition systems with large crossdiffusion2010

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Kuto and Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Appl. Anal

      巻: Vol.89 No.7 ページ: 1037-1066

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An indefinite diffusion problem in population genetics, I. Existence and limiting profiles2010

    • 著者名/発表者名
      Kimie Nakashima, Wei-Ming Ni and Linlin Su
    • 雑誌名

      Discrete Contin. Dyn. Syst.

      巻: Vol.27 No.2 ページ: 617-641

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymptotic profiles of eigenfunctions for some 1-dimensional linearized eigenvalue problems2010

    • 著者名/発表者名
      Tohru Wakasa and Shoji Yotsutani
    • 雑誌名

      Commun. Pure Appl. Anal.

      巻: Vol.9 No.2 ページ: 539-561

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Positive solutions for Lotka-Volterra competition systems with large cross-diffusion2010

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Kuto, Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Applicable Analysis

      巻: 89 ページ: 1037-1066

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Positive solutions for Lotka-Volterra competition systems with large cross-diffusion2010

    • 著者名/発表者名
      久藤衡介, 山田義雄
    • 雑誌名

      Applicable Analysis 特別号(発行予定)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Coexistence problem for a prey-predator model with density dependent diffusion2009

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Kuto and Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Nonlinear Anal.

      巻: Vol.71

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Semilinear elliptic equations with nonlinear boundary conditions2009

    • 著者名/発表者名
      Junichi Harada and Mitsuharu Otani
    • 雑誌名

      Nonlinear Anal.

      巻: Vol.71

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Representation and asymptotic formulas for 1-dimensional linearized eigenvalue problems with Dirichlet boundary condition2009

    • 著者名/発表者名
      Tohru Wakasa
    • 雑誌名

      Nonlinear Anal.

      巻: Vol.71

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Limiting characterization of stationary solutions for a prey-predator model with nonlinear diffusion of fractional type2009

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Kuto and Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Differential Integral Equations

      巻: Vol.22 No.7-8 ページ: 725-752

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sign-changing multi-bump solutions for nonlinear Schrodinger equations with steep potential wells2009

    • 著者名/発表者名
      Yohei Sato and Kazunaga Tanaka
    • 雑誌名

      Trans. Amer. Math. Soc.

      巻: Vol.361 No.12 ページ: 6205-6253

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability and Hopf bifurcation of coexistence steady-states to an SKT model in spatially heterogeneous environment2009

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Kuto
    • 雑誌名

      Discrete Contin. Dyn. Syst.

      巻: Vol.24 No.2 ページ: 489-509

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stationary patterns for a Lotka-Volterra cooperative model with a density dependent diffusion term2009

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Oeda
    • 雑誌名

      Funkcial. Ekvac.

      巻: Vol.52 No.1 ページ: 93-112

    • NAID

      130000140724

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Limiting characterization of stationary solutions for a prey-predator model with nonlinear diffusion of fractional type2009

    • 著者名/発表者名
      久藤衡介, 山田義雄
    • 雑誌名

      Differential and Integral Equations 22

      ページ: 725-752

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global solutions for the Shigesada-Kawasaki-Teramoto model with cross-diffusion2009

    • 著者名/発表者名
      山田義雄
    • 雑誌名

      Recent Progress on Reaction-Diffusion Systems and Viscosity Solutions

      ページ: 282-299

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coexistence problem for a prey-predator model with density-dependent diffusion2009

    • 著者名/発表者名
      久藤衡介, 山田義雄
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis, Theory, Methods & Applications 71

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On limit systems for some population models with cross-diffusion

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Kuto and Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Discrete Contin. Dyn. Syst. Ser. B

      巻: (発表予定)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient and asymptotic dynamics of a prey-predator system with diffusion

    • 著者名/発表者名
      Evangelos Latos, Takashi Suzuki and Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Mathematical Methods in Applied Sciences

      巻: (発表予定)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Spreading and vanishing for free boundary problems arising in mathematical biology2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      Conference on Evolution Equations, Related Topics and Applications
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-22
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Spreading and vanishing for free boundary problems arising in mathematical biology2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      日独二国間セミナー,Conference on Evolution Equations,Related Topics and Applications
    • 発表場所
      早稲田大学、西早稲田キャンパス(東京都)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Population models with nonlinear diffusion2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      PDE Seminar
    • 発表場所
      ニューイングランド大学,アーミデイル,オーストラリア
    • 年月日
      2012-02-21
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Population models with nonlinear diffusion2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      PDE Seminar at UNE
    • 発表場所
      UNE、アーミデイル市(オースオラリア)(招待講演)
    • 年月日
      2012-02-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 交差拡散を伴う数理生態学モデルについて, RIMS共同研究「非線形拡散の数理」2012

    • 著者名/発表者名
      山田義雄
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2012-02-13
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 交差拡散を伴う数理生態学モデルについて2012

    • 著者名/発表者名
      山田義雄
    • 学会等名
      RIMS共同研究「非線形拡散の数理」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所(京都府)(招待講演)
    • 年月日
      2012-02-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 数理生態学に現れる反応拡散方程式の自由境界問題について2011

    • 著者名/発表者名
      兼子祐大, 山田義雄
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2011-09-30
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Coexistence states for the SKT model with large-cross diffusion2011

    • 著者名/発表者名
      久藤衡介, 山田義雄
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2011-09-28
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Free boundary problems for some population models with diffusion2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 発表場所
      国立台湾大学、台湾
    • 年月日
      2011-08-31
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Free boundary problems for some population models with diffusion2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamamda
    • 学会等名
      One Forum Two Cities, Aspect of Nonlinear PDEs
    • 発表場所
      国立台湾大学、台北(台湾)(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 生物種の侵入をモデルとする自由境界問題について2011

    • 著者名/発表者名
      山田義雄
    • 学会等名
      大阪大学微分方程式セミナー
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)(招待講演)
    • 年月日
      2011-04-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 生物の侵入モデルに現れる自由境界問題について2011

    • 著者名/発表者名
      兼子裕大, 山田義雄
    • 学会等名
      第18回応用解析研究会シンポジウム
    • 発表場所
      箱根,神奈川県
    • 年月日
      2011-02-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 反応拡散方程式に対する力学系理論2011

    • 著者名/発表者名
      山田義雄
    • 学会等名
      「現象の数理」研究会
    • 発表場所
      伊東,静岡県
    • 年月日
      2011-02-05
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] On limit systems for some population models with crossdiffusion2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      Workshop on PDE Models of Biological Processes
    • 発表場所
      国立理論科学中心,新竹,台湾
    • 年月日
      2010-12-17
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] On limit systems for some population models with cross-diffusion2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      Workshop on PDE Models of Biological Processes
    • 発表場所
      NCTS,新竹,台湾(招待講演)
    • 年月日
      2010-12-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Lotka-Volterra competition systems with cross-diffusion and related problems2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      Nonlinear Evolutionary PDEs and Their Applications
    • 発表場所
      早稲田大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-12
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 非線形拡散を伴う Lotka-Volterra 型競合モデルについて2010

    • 著者名/発表者名
      山田義雄
    • 学会等名
      ワークショップ「非線形発展方程式とその周辺」
    • 発表場所
      神戸大学海事科学研究科
    • 年月日
      2010-03-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Mathematical analysis of SKT model in population biology2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      The 2^<nd> Nagoya Workshop on Differential Equations
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2010-03-15
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Mathematical analysis of SKT model in population biology2010

    • 著者名/発表者名
      山田義雄
    • 学会等名
      The 2nd Nagoya Workshop on Differential Equations
    • 発表場所
      名古屋大学 多元数理科学研究科
    • 年月日
      2010-03-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 交差拡散を伴う Lotka-Volterra 型競合モデルについて2009

    • 著者名/発表者名
      山田義雄
    • 学会等名
      先端数理科学インスティテユート RDSセミナー
    • 発表場所
      明治大学 生田キャンパス
    • 年月日
      2009-11-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Limiting behavior of positive steady-states for the Lotka-Volterra competition with large cross-diffusion2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      Conference on Evolution Equations, Related Topics and Applications
    • 発表場所
      ミュンヘン工科大学,ミュンヘン,ドイツ
    • 年月日
      2009-09-07
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Limiting behavior of positive steady state solutions for the Lotka-Volterra competition with large cross-diffusion2009

    • 著者名/発表者名
      山田義雄
    • 学会等名
      JSPS-DFG Seminar
    • 発表場所
      Munich, ドイツ
    • 年月日
      2009-09-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] On a certain class of population models with nonlinear diffusion2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      The 6^<th> European Conference on Elliptic and Parabolic Problems
    • 発表場所
      ガエタ,イタリア
    • 年月日
      2009-05-25
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] On a certain class of population models with nonlinear diffusion2009

    • 著者名/発表者名
      山田義雄
    • 学会等名
      6th European Conference on Elliptic and Parabolic Problems
    • 発表場所
      Gaeta, イタリア
    • 年月日
      2009-05-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Positive solutions for Lotka-Volterra competition system with large cross-diffusion2009

    • 著者名/発表者名
      山田義雄
    • 学会等名
      German-Japanese International Training Groups
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2009-04-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.f.waseda.jp/yamada/

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.f.waseda.jp/yamada/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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