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2009 Fiscal Year Annual Research Report

生物の形づくりを模する微分方程式の解の定性的性質

Research Project

Project/Area Number 18204010
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

高木 泉  Tohoku University, 大学院・理学研究科, 教授 (40154744)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 柳田 英二  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80174548)
池田 榮雄  富山大学, 大学院・理工学研究部, 教授 (60115128)
長澤 壯之  埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70202223)
岡部 真也  岩手大学, 人文社会科学部, 准教授 (70435973)
Keywords反応拡散方程式系 / 脂質二層膜の形態変換 / 活性因子抑制因子系 / パターンの崩壊
Research Abstract

本研究は,生物の形態形成の数理モデルを数学的に厳密に解析し,解の定性的性質を定量的考察の結果として導出する理論を構築することを目的としている.
今年度は,以下のような成果を得た.
高木:活性因子-抑制因子系の基礎生産項が十分小さいとき,パターンの崩壊が起こり得ることを厳密に証明することができた.また,抑制因子の基礎生産項がない場合には,パターンが崩壊することはないことを明らかにした.
柳田:半線型放物型偏微分方程式の移動特異点をもつ解を構成した.反応拡散方程式のシャドウ系野多重スポット定常解の不安定成分の形を解明した.非線形数理レクチャーシリーズを組織した.
池田:非一様な媒質における進行フロント解が停止,通過,反射のいずれを選択するかを空間の非一様性との関係から明らかにした.
長澤:平面閉曲線に対する幾何学的変分問題の解の構成に必要となる周期的ポテンシャルをもつSturm-Liouville作用素のスペクトルの構造について調しべ,既知の結果をより弱い假定のもとで証明することができた.研究集会「さいたま数理解析セミナー」,"Variational Problems for Curves and Surfaces and Related Topics"を組織した.
岡部:平面閉曲げエネルギーと運動エネルギーを最小化する変分問題の解をある条件のもとで構成することができた.また,盛岡応用数学小研究集会を組織した.
その他,中島主恵は空間非一様な反応拡散系のシャドウ系の定常解の安定性を判定し,望月敦司は線虫の温度走性に関する様々な実験結果を再現する数理モデルを提唱した.
最終年度の本年は,4年間の研究活動を総括し,今後の研究の方向を探るため,研究成果報告書を作成した.

  • Research Products

    (21 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Collapse of patterns and effect of basic production terms in some reaction-diffusion systems2010

    • Author(s)
      K.Suzuki, I.Takagi
    • Journal Title

      Mathematical Sciences and Applications : Current Advances in Nonlinear Analysis and Related Topics 32(掲載決定)

  • [Journal Article] Front dynamics in heterogeneous diffusive media2010

    • Author(s)
      H.Ikeda, S.-I. Ei
    • Journal Title

      Physica D (未定, 掲載決定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] End-point maximal regularity and wellposedness of the two dimensional Keller-Segen system in a critical Besov space2010

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

      Math.Z. 264

      Pages: 601-628

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymptotic distribution of eigenvalues of Hill's equation with integrable potential under periodic condition2010

    • Author(s)
      T.Nagasawa, H.Ohrui
    • Journal Title

      Saitama Math.J. 27(掲載決定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Forward self-similar solution with a moving singularity for a semilinear parabolic equation2010

    • Author(s)
      S.Sato, E.Yanagida
    • Journal Title

      Disc.Cont.Dyn.Systems 26

      Pages: 313-331

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gradient estimates for the heat equation in the exterior domains under the Neumann boundary condition2009

    • Author(s)
      Kazuhiro Ishige
    • Journal Title

      Differential Integral Equations 22

      Pages: 401-410

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pattern transition between periodic Liesegang pattern and crystal growth regime in reaction-diffusion systems2009

    • Author(s)
      I.Lagzi, D.Ueyama
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters 468

      Pages: 188-192

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymptotic behavior of solutions to drift-diffusion system with generalized dissipation2009

    • Author(s)
      T.Ogawa, M.Yamamoto
    • Journal Title

      Math.Models Methods Appl.Sci. 19

      Pages: 840-867

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-existence of weak solutions to nonlinear damped wave equations with exterior domains2009

    • Author(s)
      T.Ogawa, H.Takeda
    • Journal Title

      Nonlinear Anal. 70

      Pages: 3696-3701

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Steepness of thermal gradient is essential to obtain a unified view of thermotaxis in c.elegans2009

    • Author(s)
      Kenichi Nakazato, Atsushi Mochizuki
    • Journal Title

      Journal of Theoretical Biology 260

      Pages: 56-65

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Solutions with moving singularities for a semilinear parabolic equation2009

    • Author(s)
      S.Sato, E.Yanagida
    • Journal Title

      J.Differential Equations 246

      Pages: 724-748

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Convergence of anisotropically decaying solutions for a supercritical semilinear heat equation2009

    • Author(s)
      P.Polacik, E.Yanagida
    • Journal Title

      J.Dyn.Diff.Eqs. 21

      Pages: 329-341

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The decay of the solutions for the heat equation with a potential

    • Author(s)
      K.Ishige, M.Ishiwata, T.Kawakami
    • Journal Title

      Indiana University Mathematics Journal (未定, 掲載決定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Global solutions of the heat equation with a nonlinear boundary condition

    • Author(s)
      K.Ishige, T.Kawakami
    • Journal Title

      Calc.Var.Partial Differential Equations (未定, 掲載決定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An indefinite nonlinear diffusion problem in population genetics, I : Existence and limiting profiles

    • Author(s)
      Kimie Nakashima, Wei-Ming Ni, Linlin Su
    • Journal Title

      Discrete and Continuous Dynamical Systems-Series A (未定, 掲載決定)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 非一様媒体上のフロント進行波のダイナミクスについて2009

    • Author(s)
      池田榮雄
    • Organizer
      応用数学合同研究集会
    • Place of Presentation
      龍谷大学
    • Year and Date
      2009-12-18
  • [Presentation] Blow-up for a semilinear parabolic equation with large diffusion on R^n2009

    • Author(s)
      Kazuhiro Ishige
    • Organizer
      The second Chile-Japan workshop on nonlinear elliptic and parabolic PDEs
    • Place of Presentation
      明治大学紫紺館
    • Year and Date
      2009-12-02
  • [Presentation] 反応拡散系の急速反応極限によって見えるもの2009

    • Author(s)
      飯田雅人
    • Organizer
      日本数学会秋季総合分科会函数方程式論分科会特別講演
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] On the effect of basic production terms on the dynamics of some activator-inhibitor systems2009

    • Author(s)
      Izumi Takagi
    • Organizer
      2^<nd> International Conference on Reaction-Diffusion Systems and Viscosity Solutions
    • Place of Presentation
      Providence University, Taichung, Taiwan
    • Year and Date
      2009-07-15
  • [Presentation] Constrained gradient flows of bending energy for plane curves : Total-length constraint versus local-length constaint2009

    • Author(s)
      Takeyuki Nagasawa
    • Organizer
      Variational Problems for Curves and Surfaces and Related Topics
    • Place of Presentation
      奈良女子大学
    • Year and Date
      2009-07-02
  • [Remarks]

    • URL

      http://morpho.sci.tohoku.ac.jp/~morpho/

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Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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