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Evolution operators with non-densely defined generators and its applications

Research Project

Project/Area Number 20K03696
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 12020:Mathematical analysis-related
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

松本 敏隆  静岡大学, 理学部, 教授 (20229561)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡邉 紘  大分大学, 理工学部, 准教授 (30609912)
小林 良和  中央大学, 理工学部, 共同研究員 (80092691)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords安定性条件 / 発展作用素 / 生成定理 / 準線形問題 / 準線形方程式 / 線形発展作用素 / 生成作用素 / 初期・境界値問題
Outline of Research at the Start

偏微分方程式の初期値・境界値問題を、方程式を考える空間と境界値の空間との積空間における初期値問題に書き換えて解の存在を示す手法が1990年に開発され、人口問題などの具体的な問題へと応用されている。この手法の特徴として、解を与える発展作用素の生成作用素の定義域が稠密でないことがある。本研究は、一般のバナッハ空間では未解決となっている生成作用素が時間依存する場合や準線形作用素の場合に発展作用素の存在を証明して、その結果を具体的な問題へ応用することを目指すものである。

Outline of Annual Research Achievements

時間に依存せず定義域が稠密でない準線形作用素に対する発展方程式の可解性について考察した。このような作用素は準線形初期・境界値問題を作用素論的に取り扱う際に現れる。現在投稿中の論文では時間依存かつ定義域が稠密でない線形作用素の場合を考察し、従来の安定性条件では扱えない回帰的バナッハ空間の場合にも対応可能な新たな安定性条件を導入して解作用素の存在を証明したが、この安定性条件の準線形作用素版に当たるものを導入し、その下での解作用素の存在証明について検討した。サイズ構造モデルに適用できるように条件設定を行い、現在近似解の構成を終えつつある。R6年度中に証明を完成を完成させて論文を投稿することを目指している。

研究分担者の渡邉は、白川氏(千葉大学), Moll氏(バレンシア大学)と共に結晶粒界現象を記述する3次元数学モデルを考察した。先ず、Kobayashi-Warrenにより導出されたエネルギーに対し、3次元回転の四元数表現を用いることによって制約条件を導出し、その勾配流としてモデル方程式を導出した。このモデル方程式に対し、適切な近似問題を設定することで解の存在を証明し、解の時間大域的挙動についても結果を得た。さらに、方程式の幾何学的表示を用いることで解の値域に対する不変原理も証明した。

研究分担者の小林は、完備距離空間におけるリプシッツ半群並びにリプシッツ発展作用素の一般的なクラスに対する生成定理の完成に向けて検討を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

準線形作用素の場合の解作用素の存在証明のための準備である近似解の構成に手間取ったため予定よりも遅れている。結晶粒界現象を記述する準線形問題に関しては、3次元モデルを導出並びに解の存在を証明し、さらに解の値域に対する不変原理も証明しており、予定よりも順調に進んでいる。完備距離空間におけるリプシッツ半群並びに発展作用素の一般的なクラスに対する生成定理に関しては、その証明の完成に向けて検討を進めている。

以上の事から、研究計画全体としてはやや遅れていると判断した。

Strategy for Future Research Activity

準線形作用素の場合の生成定理の証明を完成させる。研究目的達成のため、引き続き研究分担者、研究協力者とともに各研究を進めると共に、研究集会等にも参加して最新の情報の収集と成果発表を行う。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 11 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Journal Article] Existence of solutions to a phase-field model of 3D grain boundary motion governed by a regularized 1-harmonic type flow2023

    • Author(s)
      Moll, Salvador; Shirakawa, Ken; Watanabe, Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of Nonlinear Science

      Volume: 33 Issue: 5 Pages: 1-43

    • DOI

      10.1007/s00332-023-09923-z

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Particular solutions to one-dimensional Cauchy problems for scalar parabolic-hyperbolic conservation laws and their applications2022

    • Author(s)
      Watanabe Hiroshi
    • Journal Title

      Nonlinear Differential Equations and Applications NoDEA

      Volume: 29 Issue: 4 Pages: 1-26

    • DOI

      10.1007/s00030-022-00775-2

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Kobayashi?Warren?Carter type systems with nonhomogeneous Dirichlet boundary data for crystalline orientation2022

    • Author(s)
      Moll Salvador、Shirakawa Ken、Watanabe Hiroshi
    • Journal Title

      Nonlinear Analysis

      Volume: 217 Pages: 112722-112722

    • DOI

      10.1016/j.na.2021.112722

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Evolution equations governed by quasilinear operators satisfying Caratheodory’s conditions2022

    • Author(s)
      Matsumoto Toshitaka, Oka Hirokazu, Tanaka Naoki
    • Journal Title

      Dissertationes Mathematicae

      Volume: 571 Pages: 1-70

    • DOI

      10.4064/dm836-10-2021

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Traveling waves to one-dimensional Cauchy problems for scalar parabolic-hyperbolic conservation laws2021

    • Author(s)
      Hiroshi Watanabe
    • Journal Title

      J. Differential Equations

      Volume: 286 Pages: 474-493

    • DOI

      10.1016/j.jde.2021.03.032

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An approximation theorem of Lax type for evolution operators of Lipschitz operators in a metric space2021

    • Author(s)
      Yoshikazu Kobayashi and Naoki Tanaka
    • Journal Title

      The Proceedings of International Conference on Nonlinear Analysis and Convex Analysis -International Conference on Optimization: Techniques and Applications (Hakodate ,Japan, 2019)

      Volume: - Pages: 343-350

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Energy‐dissipation in a coupled system of Allen--Cahn‐type equation and Kobayashi--Warren--Carter‐type model of grain boundary motion2020

    • Author(s)
      Watanabe Hiroshi、Shirakawa Ken
    • Journal Title

      Mathematical Methods in the Applied Sciences

      Volume: 43 Issue: 17 Pages: 10138-10167

    • DOI

      10.1002/mma.6684

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 結晶粒界現象を記述する3次元モデルの可解性と解挙動2024

    • Author(s)
      渡邉紘, S.Moll, 白川健
    • Organizer
      Workshop on Analysis in Kagurazaka 2024
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 3次元結晶粒界運動のフェーズフィールドモデルに対する解の時間大域的挙動2023

    • Author(s)
      渡邉紘, S.Moll, 白川健
    • Organizer
      第49回発展方程式研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Existence, uniqueness and structure of entropy solutions to parabolic-hyperbolic conservation laws2023

    • Author(s)
      渡邉 紘
    • Organizer
      RIMS Conference Multidisciplinary Research on Nonlinear Phenomena: Modeling, Analysis and Applications
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Global existence and large-time behavior of solutions to a 3D-model associated with grain boundary motion,2023

    • Author(s)
      渡邉 紘
    • Organizer
      RIMS研究集会(公開型)発展方程式とその周辺 - エネルギー構造と解の定量的解析 -
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 結晶粒界現象を記述する3次元モデルの時刻無限大における解挙動2023

    • Author(s)
      渡邉紘, 白川健, S.Moll
    • Organizer
      日本数学会2023年度秋季総合分科会, 実函数論分科会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Solvability of a phase-field model of 3D-grain boundary motion2023

    • Author(s)
      Hiroshi Watanabe, Salvador Moll, Ken Shirakawa
    • Organizer
      10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics, [00306] Mathematical approaches to nonlinear phenomena with singularities
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 一般化安定性条件の下での線形発展作用素の生成2023

    • Author(s)
      松本敏隆、田中直樹
    • Organizer
      日本数学会年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 3次元結晶粒界運動のフェーズフィールドモデルに対する解の存在2023

    • Author(s)
      渡邉 紘、白川健、S. Moll
    • Organizer
      日本数学会年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 結晶粒界現象を記述する3次元モデルの解の存在2022

    • Author(s)
      渡邉 紘、白川健、S. Moll
    • Organizer
      第48回発展方程式研究会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 放物型・双曲型単独保存則のエントロピー解に対する時間減衰評価2022

    • Author(s)
      渡邉紘
    • Organizer
      日本数学会秋季総合分科会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Qualitative properties for entropy solutions to parabolic-hyperbolic conservation laws2022

    • Author(s)
      Hiroshi Watanabe
    • Organizer
      Seminario de Analisis Matematico
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      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 1次元放物型・双曲型単独保存則に対するエントロピー解の定性的性質2022

    • Author(s)
      渡邉紘
    • Organizer
      神戸大学解析セミナー
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      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 放物型・双曲型単独保存則のエントロピー解に対するOleinik型評価とその応用2022

    • Author(s)
      渡邉 紘
    • Organizer
      日本数学会年会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 放物型・双曲型単独保存則の1次元初期値問題に対するエントロピー解の定性的性質2022

    • Author(s)
      渡邉 紘
    • Organizer
      第2回高専間ネットワークによる微分方程式研究会
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      2021 Research-status Report
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  • [Presentation] 放物型・双曲型単独保存則に対するOleinik型エントロピー評価2021

    • Author(s)
      渡邉 紘
    • Organizer
      第47回発展方程式研究会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 放物型・双曲型単独保存則の特殊解の構成とエントロピー解の定性的性質2021

    • Author(s)
      渡邉 紘
    • Organizer
      RIMS研究集会(公開型)「発展方程式の広がり:理論的基礎から実践的応用まで」
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      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 放物型・双曲型単独保存則の1 次元初期値問題に対するエントロピー解の界面の進行速度2021

    • Author(s)
      渡邉 紘
    • Organizer
      日本数学会秋季総合分科会
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  • [Presentation] 放物型・双曲型単独保存則の1次元初期値問題に対する特殊解の構成とその応用2021

    • Author(s)
      渡邉 紘
    • Organizer
      第89回京都駅前セミナー
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    • Invited
  • [Presentation] 放物型・双曲型単独保存則の1次元初期値問題に対するエントロピー解の漸近挙動2021

    • Author(s)
      渡邉 紘
    • Organizer
      日本数学会年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 放物型・双曲型単独保存則の1次元初期値問題に対する進行波の構成とエントロピー解の漸近挙動2021

    • Author(s)
      渡邉 紘
    • Organizer
      第6回東京理科大学理工学部数学科談話会
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    • Invited
  • [Presentation] 双曲型単独保存則と関連する話題2021

    • Author(s)
      渡邉 紘
    • Organizer
      第7回解析学とその周辺@野田
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      2020 Research-status Report
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  • [Presentation] 放物型・双曲型単独保存則の1次元初期値問題に対する複数の不連続点を持つ進行波2020

    • Author(s)
      渡邉 紘
    • Organizer
      第46回発展方程式研究会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Steady-state solutions of a one-dimensional phase-field model of grain boundary and related topics2020

    • Author(s)
      Hiroshi Watanabe
    • Organizer
      Surface and Interface Dynamics II
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  • [Presentation] 放物型・双曲型単独保存則に対する複数の不連続点を持つ進行波2020

    • Author(s)
      渡邉 紘
    • Organizer
      日本数学会秋季総合分科会
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  • [Presentation] Caratheodory条件を満たす準線形作用素に支配された発展方程式に対する適切性と近似可解性について2020

    • Author(s)
      松本敏隆、岡 裕和、田中直樹
    • Organizer
      日本数学会秋季総合分科会
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      2020 Research-status Report
  • [Funded Workshop] 10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics, Minisymposia [00306] "Mathematical approaches to nonlinear phenomena with singularities"2023

    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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