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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Well-posedness and stability of incompressible and compressible flows with phase transition

Research Project

Project/Area Number 16H03945
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

清水 扇丈  京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (50273165)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森本 芳則  京都大学, 人間・環境学研究科, 名誉教授 (30115646)
小林 孝行  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (50272133)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2021-03-31
Keywords偏微分方程式 / 関数解析 / 調和解析 / 最大正則性 / Navier-Stokes方程式 / 微分幾何 / 自由境界問題
Outline of Annual Research Achievements

小川教授との共同研究で, 熱方程式の半空間におけるDirichlet境界値問題およびNeumann境界値問題に対して最大L1正則性を証明した. とりわけ非斉次な境界データに対する関数クラスをTriebel-Lizorkin空間で同定した点が特徴である.この空間は逆に解に対して最適なデータのクラスであることも示された. 凱旋門型Littlewood-Paley分解を時間方向と空間接方向の2進分解を用いて定義し, 境界データを時間優勢領域と接空間優勢領域に分解し,境界ポテンシャルを概直交化するアイデアを用いた.小薗教授, 柳沢教授, Hieber教授, Seyfert博士との共同研究で, 3次元Euclid空間内の滑らかなコンパクトな曲面を境界に持つ外部領域において, 境界に接するものVrと直交するものXrの2種類のLr-調和ベクトル場を考察し, これらの調和ベクトル場の空間がすべての1<r<∞に対して共に有限次元であることを示した. L個の交わらない連結成分をもち, かつ各連結成分の種数をN_j(j=1,..., L)とするとき, Xrの次元はすべての1 < r < ∞に対して N=N_1+...+N_Lである. 一方,Vrの次元はr=3/2を閾値として, 1<r≦3/2のときL-1, 3/2<r<∞のとき Lである. 小薗教授,Kunstmann教授との共同研究で, 双線形な非線形項をもつ非線形問題の解が, 線形方程式の最大正則性と双線形評価の仮定の下でパラメータトリックによりスケール不変な関数空間に属する解が時空間変数に関してで解析的であることを示した. 研究分担者の小林は, 村田准教授, 斎藤准教授との共同研究で, 圧縮性 Navier-Stokes-Korteweg方程式のレゾルベント評価を行い, 有界領域における非線形問題の時間大域的可解性を証明した.

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 8 results)

  • [Int'l Joint Research] Darmstadt工科大学/Karlsruhe工科大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Darmstadt工科大学/Karlsruhe工科大学
  • [Journal Article] Analyticity in space-time of solutions to the Navier-Stokes equations via parameter trick based on maximal regularity2023

    • Author(s)
      H. Kozono, P. Kunstmann, S. Shimizu
    • Journal Title

      Annali di Scienze Scuola Normale Superiore

      Volume: to appear Pages: --

    • DOI

      10.2422/2036-2145.202109_011

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Stability of stationary solutions to the Navier-Stokes equations in the Besov space2023

    • Author(s)
      H. Kozono, S. Shimizu
    • Journal Title

      Math. Nachr.

      Volume: to appear Pages: --

    • DOI

      10.1002/mana.202100150

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 3次元L^rベクトル場に対するHelmholtz-Weyl分解2023

    • Author(s)
      小薗英雄, 清水扇丈, 柳沢卓
    • Journal Title

      数学(日本数学会編集, 岩波書店発売)

      Volume: 75 (1) Pages: 1--30

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A characterization of harmonic Lr-vector fields in three dimensional exterior domains2022

    • Author(s)
      M. Hieber, H. Kozono, A. Seyfert, S. Shimizu, T. Yanagisawa
    • Journal Title

      J. Geom. Anal.

      Volume: 32 Pages: 26pp

    • DOI

      10.1007/s12220-022-00938-8

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Maximal L1-regularity for parabolic initial-boundary value problems with inhomogeneous data2022

    • Author(s)
      T. Ogawa, S. Shimizu
    • Journal Title

      J. Evol. Equ.

      Volume: 22 (2) Pages: 67pp

    • DOI

      10.1007/s00028-022-00778-7

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Maximal regularity for the Cauchy problem of the heat equation in BMO2022

    • Author(s)
      T. Ogawa, S. Shimizu
    • Journal Title

      Math. Nachr.

      Volume: 295 (7) Pages: 1406--1442

    • DOI

      10.1002/mana.201900506

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Free boundary problems for the incompressible Navier-Stokes equations in critical spaces2022

    • Author(s)
      Senjo Shimizu
    • Organizer
      Mathematical Advances in Geophysical Fluid Dynamics (2246) Mathematisches Forschungsinstitut Oberwolfach, Germany
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Free boundary problems for the incompressible Navier-Stokes equations in critical spaces2022

    • Author(s)
      清水扇丈
    • Organizer
      広島微分方程式研究集会, 広島大学
    • Invited
  • [Presentation] Free boundary problems for the incompressible Navier-Stokes equations in critical spaces2022

    • Author(s)
      Senjo Shimizu
    • Organizer
      Nonlinear PDEs in Fluid Dynamics, CIRM, France
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] On the compressible Navier-Stokes-Korteweg system under the critical condition2022

    • Author(s)
      小林孝行
    • Organizer
      Dispersive and wave equations, 大阪大学
    • Invited
  • [Presentation] 圧縮性 Navier-Stokes-Korteweg 方程式の大域的適切性について2022

    • Author(s)
      小林孝行
    • Organizer
      研究集会「非線型偏微分方程式と走化性」, 北九州国際会議場
    • Invited
  • [Presentation] Global well-posedness of the compressible Navier-Stokes-Korteweg system under critical condition2022

    • Author(s)
      Takayuki Kobayashi
    • Organizer
      International Workshop on Multi-Phase Flows: Analysis, Modelling and Numerics, 早稲田大学
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 圧縮性 Navier-Stokes-Korteweg 方程式の時間大域解の存在と解の漸近挙動について2022

    • Author(s)
      小林孝行
    • Organizer
      第10回弘前非線形方程式研究会, 弘前大学
    • Invited
  • [Presentation] Resolvent problems for a compressible fluid model of Korteweg type in bounded domains2022

    • Author(s)
      小林孝行
    • Organizer
      北九州における偏微分方程式研究集会, 北九州国際会議場
    • Invited

URL: 

Published: 2023-12-25  

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