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2007 Fiscal Year Annual Research Report

非線形拡散方程式系に関する解構造の研究

Research Project

Project/Area Number 18540223
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

山田 義雄  Waseda University, 理工学術院, 教授 (20111825)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 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)
久藤 衡介  福岡工業大学, 工学部, 准教授 (40386602)
若狭 徹  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (20454069)
佐藤 典弘  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (80454023)
Keywords反応拡散方程式 / 正値定常解 / 写像度理論 / 分岐理論 / 非線形拡散 / Lotka-Volterra型競合モデル
Research Abstract

本年度は非線形拡散項を伴うLotka-Voltrra型競合モデルとこれに対応する極限問題の解析をおこなった.代表的な問題は同次Dirichlet境界条件の下での次の非線形楕円型方程式システム
(1)Δu+u(a-u-cv)=0、Δ[(1+γ/(1+βu))v]+v(b+du-v)=0
である.ここでu、vはそれぞれ被食者、捕食者の個体数密度を表し、a、c、d、β、γは正定数である.捕食者の拡散係数が被食者の個体数密度に依存する上のタイプのモデルは、現実に即した定式化である.とくに、交差拡散係数βが正値定常解の集合にどのような影響を及ぼすかを知ることは、数学的にもまた生態学的に興味深い問題である.そこで、βを無限に大きくすることにより、(1)の正値解がどのような関数に収束するかを考察した.β→∞のとき、正値解の極限関数は
(2)Δu+u(a-u-cv)=0、Δv+v(b+du-v)=0、
もしくは
(3)Δw+w(a-cv)=0、Δ[(1+γ/(1+w))v]+v(b-v)=0
のいずれか(ただし後者においてはβu→w as β→∞)の正値解に限られることを示した.係数a、bが特別な条件をみたさない限りは、上の二つの問題(3)、(4)が同時に正値解をもつことはないことも示されている.したがって、交差拡散項の係数が無限に大きくなるときの情報については、かなり詳しい結果を得ることができる、この解析で用いられるアイデアは競合モデル
Δ[(1+αv)u]+u(a-u-cv)=0、Δ[(1+βu)v]+v(b-du-v)=0
において、αまたはβを無限大にするときの極限問題の解析に対しても有効である.

  • Research Products

    (25 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (9 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Highly oscillatory behavior of the activator in the Gierer and Meinhardt system2008

    • Author(s)
      Patricio Felmer, Salome Martunez and Kazunaga Tanaka
    • Journal Title

      Mathematische Annalen 340巻

      Pages: 749-773

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sability from the point of view Of diffusion,relaxation and spatial inhomogeneity2008

    • Author(s)
      Fang Li, Kimie Makashima and Wei-MingNi
    • Journal Title

      Discrete and Continuous Dynamical Systems 20巻

      Pages: 259-274

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Infinite-dimentional attractors for evolution equations with p-Laplacian and their Kolmogorov entropy2007

    • Author(s)
      Messoud A.Efendiev and Mitsuharu Otani
    • Journal Title

      Differential Integral Eauations 20巻

      Pages: 1201-1209

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Existence of nontrivial solutions for some elliptic equations with supercritical nonlinearity in exterior domains2007

    • Author(s)
      Satoshi Hashimoto and Mitsuharu otani
    • Journal Title

      Discrete and Continuous Dynamical Systems 19巻

      Pages: 323-333

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stationary Navier-Stokes flow around a rotating obstacle2007

    • Author(s)
      Reinhardt Farwig and Toshiaki Hishida
    • Journal Title

      Funkcialaj Ekvacioj 50巻

      Pages: 371-403

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Steady motions of the Navier-Stokes fluid around a rotating body2007

    • Author(s)
      Toshiaki Hishida
    • Journal Title

      Advanced Studies in Pure Mathematics 47巻

      Pages: 117-136

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Uniqueness of positive solutions to scalar field equations with harmonic potential2007

    • Author(s)
      Munemitsu Hirose and Masahito Ohta
    • Journal Title

      Funkcialaj Ekvaioj 50巻

      Pages: 67-100

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generation of interfaces for Lotka-Volterra competition-diffusion system with large interaction rates2007

    • Author(s)
      Kimie Nakashima and Tohru Wakasa
    • Journal Title

      Journal of Differential Equations 235巻

      Pages: 586-608

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Morse index of layered solutions to the heterogeneous Allen-Cahn equation2007

    • Author(s)
      Yihong Du and Kimie Nakashima
    • Journal Title

      Journal of Differential Equations 238巻

      Pages: 87-117

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Singular limit of a spatially inhomogeneous Lotka-Volterra cometition-diffusion system2007

    • Author(s)
      D.Hilhorst, G.Karali, H.Matano and K.Nakashima
    • Journal Title

      Communications in Partial Differential Equations 32巻

      Pages: 879-933

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coincidence sets in semilinear elliptic problems of logistic type2007

    • Author(s)
      Shingo Takeuchi
    • Journal Title

      Differential Integral Equations 20巻

      Pages: 1075-1080

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A strongly coupled diffusion effect on the stationary solution set of a prey-predator model2007

    • Author(s)
      Kousuke Kuto
    • Journal Title

      Advances in Differential Equations 12巻

      Pages: 145-172

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Positive solutions for Lotka-Volterra systems with cross-diffusin

    • Author(s)
      Yoshio Yamada
    • Journal Title

      Handbook of Differential Equations:Stationary Partial Differential Equatlons 第6巻(印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Representation formulas for some 1-dimensionallinearized eigenvalue probiems

    • Author(s)
      shoji Yotsutani and Tohru Wakasa
    • Journal Title

      Communications in Pure and Applied Analysis (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 回転する障害物の周りでの非圧縮粘性流体の方程式の数学解析2008

    • Author(s)
      菱田 俊明
    • Organizer
      日本数学会 2007年度解析学賞受賞特別講演
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2008-03-25
  • [Presentation] ある線形化固有値問題の全ての固有値と固有関数につえい2008

    • Author(s)
      若狭 徹
    • Organizer
      日本数学会年会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2008-03-23
  • [Presentation] Stability of steady-states to the SKT model in a heterogeneous environment2007

    • Author(s)
      久藤衡介
    • Organizer
      日本数学会秋季総合分科会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] Limiting characterization of stationary solutions for some Lotka-Volterra models with nonlinear diffusion2007

    • Author(s)
      Yoshio Yamada
    • Organizer
      Workshop on Recent Advances on Nonlinear Parabolic and Elliptic Differential Equations
    • Place of Presentation
      龍谷大学
    • Year and Date
      2007-12-04
  • [Presentation] ある反応拡散方程式に対するCauchy問題の大域解の存在について2007

    • Author(s)
      廣瀬 宗光
    • Organizer
      日本数学会秋季総合分科会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2007-09-24
  • [Presentation] ある反応拡散方程式システムに関する定常問題について2007

    • Author(s)
      佐藤 典弘
    • Organizer
      日本数学会秋季総合分科会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2007-09-24
  • [Presentation] On the relation between the large time behavior of the Stokes semigroup and the decay of steady Stokes flow at infinity2007

    • Author(s)
      菱田 俊明
    • Organizer
      日本数学会秋季総合分科会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2007-09-23
  • [Presentation] Representation and asymptotic formulas for some 1-imensional linearized eigenvalue problems2007

    • Author(s)
      若狭 徹
    • Organizer
      RIMS研究集会「変分問題とその周辺」
    • Place of Presentation
      京都大学数理研
    • Year and Date
      2007-06-20
  • [Presentation] Population models of interacting species with cross and self diffusion2007

    • Author(s)
      Yoshio Yamada
    • Organizer
      EcoSummit 2007
    • Place of Presentation
      北京
    • Year and Date
      2007-05-23
  • [Book] 理工系のための「微分積分I, II」2007

    • Author(s)
      鈴木 武、山田 義雄、柴田 良弘、田中 和永
    • Total Pages
      478
    • Publisher
      内田老鶴圃
  • [Book] 理工系のための「微分積分問題と解説I, II」2007

    • Author(s)
      鈴木 武、山田 義雄、柴田 良弘、田中 和永
    • Total Pages
      187
    • Publisher
      内田老鶴圃

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Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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