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非単純閉曲線に対する幾何学流の爆発のメカニズム解明と漸近解析

Research Project

Project/Area Number 23K20221
Project/Area Number (Other) 20H01813 (2020-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2020-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 12020:Mathematical analysis-related
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

長澤 壯之  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (70202223)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 矢崎 成俊  明治大学, 理工学部, 専任教授 (00323874)
仙葉 隆  福岡大学, 理学部, 教授 (30196985)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywords非局所曲率流 / 爆発解 / 爆発時刻 / 爆発レート / 解の爆発 / 曲率流 / メビウス・エネルギー / 勾配流 / 等周比
Outline of Research at the Start

非局所曲率流の挙動について、以下のような予想がある。初期曲線の回転が2以上の場合で等周欠損は負になる場合は有限時刻爆発する事が知られている。爆発は曲線上の有限個の点で起こり、回転数を爆発点の多重度を込めた個数分減らし、弱解として解が延長される。最終的に回転数が1となり、その後は第1種の爆発を起こし1点に縮退するか、爆発を起こさずに最終的に円に収束すると考えられる。初期曲線の回転が2以上でも等周欠損が負でない場合は、多重円に収束する。本研究では、この予想の端緒となる部分の解明を目指す。すなわち、非局所曲率が有限時刻で爆発するメカニズムを解明し、爆発を誘導する初期曲線や等周欠損との関連を調べる。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、平面閉曲線に対する非局所項を持つ曲率流の漸近解析を目的としている。代表者により、一昨年度に、解が有限時刻爆発するための十分条件、爆発時刻の上からの評価、爆発レートの導出を行った。昨年度は、爆発時刻の下からの評価と爆発レートの改良を、初期曲線に凸性を仮定して行った。これは、凸性を仮定せずに示すべきものであると考え、成果発表は今年度は見送った。今年度は、昨年度の成果を初期曲線は凸とは限らない場合に拡張することに成功し、学会において成果を公表した。加えて分担者により、走化性方程式の解の爆発現象に関する成果、ヘレ-ショウ方程式の数値解析に関する成果を得た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

曲率流に関して、爆発解の研究は多々あるが、多くは爆発する事を仮定して漸近解析を行っている。実際、爆発を起こす初期曲線は存在するが、どのような場合に爆発するかその条件を与えた研究は見当たらない。また爆発の様子も時刻 T で爆発するとしてその近傍で漸近解析がほとんどである。爆発時刻は初期曲線によって決まるはずであるが、どれがどのように決まるかは明らかになっていないと思われる。これまでの本研究で場揮時刻を初期曲線から決まる量で上下から評価を与える事が出来た。このような成果は、代表者および分担者の知る限りでは存在しない。

Strategy for Future Research Activity

これまでに、爆発時刻の評価について、上からの評価(2020年度)、初期曲線が凸の場合の下からの評価(2021年度)、初期曲線に凸性を仮定しない場合の下からの評価(2022年度)を得た。上からの評価と下からの評価については乖離がある。これは、2種ある爆発解を区別なく評価したためである。状況から判断すると、上からの評価は第1種爆発解のもの、下からの評価は第2種爆発解のものを捉えていると思われる。それを明確にすること、あるいは初期曲線の形状をある程度していして、爆発解の種類を限定して上下からのよりよい評価を得ることが目標である。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (15 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 15 results,  Open Access: 6 results) Presentation (12 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Gravity Effects on the Minimum Explosive Concentrations in 1-D Dust Explosion2023

    • Author(s)
      K. Kuwana, S. Yazaki, W. Kim, T. Mogi, R. Dobashi
    • Journal Title

      Combustion Science and Technology

      Volume: 195 Issue: 7 Pages: 1622-1636

    • DOI

      10.1080/00102202.2023.2182203

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  • [Journal Article] Numerical computation for magnetic Hele-Shaw problem using the method of fundamental solutions2023

    • Author(s)
      Y. Shimoji, S. Yazaki
    • Journal Title

      JSIAM Letters

      Volume: 15 Issue: 0 Pages: 29-32

    • DOI

      10.14495/jsiaml.15.29

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
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  • [Journal Article] Global existence and infinite time blow-up of classical solutions to chemotaxis systems of local sensing in higher dimensions2022

    • Author(s)
      Kentarou Fujie, Takasi Senba
    • Journal Title

      Nonlinear Analysis

      Volume: 222 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.na.2022.112987

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  • [Journal Article] Global boundedness of solutions to a parabolic-parabolic chemotaxis system with local sensing in higher dimensions2022

    • Author(s)
      Kentarou Fujie, Takasi Senba
    • Journal Title

      Nonlinearity

      Volume: 35 Issue: 7 Pages: 3777-3811

    • DOI

      10.1088/1361-6544/ac6659

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  • [Journal Article] Convergence of a Finite Difference Scheme for a Flame/Smoldering-Front Evolution Equation and Its Application to Wavenumber Selection2022

    • Author(s)
      Kobayashi Shunsuke、Yazaki Shigetoshi
    • Journal Title

      Computational Methods in Applied Mathematics

      Volume: 23 Issue: 2 Pages: 545-563

    • DOI

      10.1515/cmam-2022-0046

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      Sakakibara Koya、Shimoji Yusaku、Yazaki Shigetoshi
    • Journal Title

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      Volume: 39 Issue: 3 Pages: 869-887

    • DOI

      10.1007/s13160-022-00530-1

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  • [Journal Article] On a backward bifurcation of an epidemic model with capacities of treatment and vaccination2021

    • Author(s)
      Gion Hiromu、Saito Yasuhisa、Yazaki Shigetoshi
    • Journal Title

      JSIAM Letters

      Volume: 13 Issue: 0 Pages: 64-67

    • DOI

      10.14495/jsiaml.13.64

    • NAID

      130008104912

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      Kolar Miroslav and Yazaki Shigetoshi
    • Journal Title

      JSIAM Letters

      Volume: 13 Issue: 0 Pages: 48-51

    • DOI

      10.14495/jsiaml.13.48

    • NAID

      130008088868

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
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    • Author(s)
      Nanashima Atsushi、Komi Masanori、Imamura Naoya、Yazaki Shigetoshi、Hiyoshi Masahide、Hamada Takeomi、Yano Koichi、Nishida Takahiro、Enzaki Masahiro、Sakae Tatefumi
    • Journal Title

      Surgery Today

      Volume: 52 Issue: 3 Pages: 385-394

    • DOI

      10.1007/s00595-021-02349-8

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  • [Journal Article] Asymptotic analysis for non-local curvature flows for plane curves with a general rotation number2021

    • Author(s)
      T. Nagasawa & K. Nakamura
    • Journal Title

      Math. Eng.

      Volume: 3 Issue: 6 Pages: 1-26

    • DOI

      10.3934/mine.2021047

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    • Author(s)
      P. Paus & S. Yazaki
    • Journal Title

      Discrete Continuous Dynamical Systems Ser. S

      Volume: 14 Issue: 3 Pages: 1123-1132

    • DOI

      10.3934/dcdss.2020389

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Analysis of Kuramoto-Sivashinsky Model of Flame/Smoldering Front by Means of Curvature Driven Flow2020

    • Author(s)
      Kol?? Miroslav、Kobayashi Shunsuke、Uegata Yasuhide、Yazaki Shigetoshi、Bene? Michal
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computational Science and Engineering

      Volume: 139 Pages: 615-624

    • DOI

      10.1007/978-3-030-55874-1_60

    • ISBN
      9783030558734, 9783030558741
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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The existence of intrinsic rotating wave solutions of a flame/smoldering-front evolution equation2020

    • Author(s)
      Kobayashi Shunsuke、Uegata Yasuhide、Yazaki Shigetoshi
    • Journal Title

      JSIAM Letters

      Volume: 12 Issue: 0 Pages: 53-56

    • DOI

      10.14495/jsiaml.12.53

    • NAID

      130007887144

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    • Author(s)
      Kobayashi Shunsuke、Okuda Sakamoto Takashi、Uegata Yasuhide、Yazaki Shigetoshi
    • Journal Title

      Hiroshima Mathematical Journal

      Volume: 50 Issue: 2 Pages: 253-267

    • DOI

      10.32917/hmj/1595901630

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  • [Journal Article] A simple method to evaluate the eigenvalue of premixed flame propagation2020

    • Author(s)
      IIZUKA Hiroyuki、KUWANA Kazunori、YAZAKI Shigetoshi
    • Journal Title

      Mechanical Engineering Letters

      Volume: 6 Issue: 0 Pages: 19-00610-19-00610

    • DOI

      10.1299/mel.19-00610

    • NAID

      130007787126

    • ISSN
      2189-5236
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      http://www.saitama-u.ac.jp/sci/math/lab/nagasawa/seika.html

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URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-08-08  

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