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2007 Fiscal Year Annual Research Report

非一様媒体おける非線形反応拡散系のフロント,パルスダイナミクスの理論的解析

Research Project

Project/Area Number 19540121
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

池田 榮雄  University of Toyama, 大学院・理工学研究部(理学), 教授 (60115128)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 栄 伸一郎  九州大学, 大学院・数理学研究院, 教授 (30201362)
小川 知之  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (80211811)
村川 秀樹  富山大学, 大学院・理工学研究部(理学), 助教 (40432116)
Keywords反応拡散系 / ダイナミクス / 中心多様体 / 非一様媒体 / 多重特異点 / 特異摂動法 / 縮約方程式
Research Abstract

(一様媒体での)2成分双安定反応拡散系の空間1次元の問題に対して,フロント定常解の周りでの線形化作用素がJordan型(熊手型分岐)の特異性をもつ場合を考えた。解析的特異摂動法を用いて,この特異点における線形化作用素の固有関数(一般固有関数も含めて)を全て構成的に計算した。さらに,その共役作用素の固有関数も全て(一般固有関数も含めて)構成的に計算した。これらの情報を利用して,特異点近傍でのフロント解のダイナミクスを記述する縮約(常微分)方程式を導出し,この特異点において,2つの安定なフロント進行波解が分岐することを確認した。この状況下で,2種類の空間的非一様な摂動を受けたときの解のダイナミクスに関して解析した:(i)反応項にステップ状の空間非一様な摂動を与えたとき,(ii)拡散係数(2成分とも)にステップ状の空間非一様な摂動を与えたとき。両方とも摂動項を組み込んだ縮約方程式を導出し,それを解析することにより,興味深い結果を得た。(i)に関しては,非一様性の影響が,不安定解の出現となって現れ,その不安定解が非一様な摂動を受けた進行フロント解の通過,反射のセパレータ(分水嶺解)の役割を果たしていることを明らかにした。 (ii)に関してはかなり複雑で,非一様性の影響が,2つの定常解の出現とその安定性の変化となって現れ,さらには不安定な時空周期解も出現し,これが非一様な摂動を受けた進行フロント解の通過,停止,反射のセパレータ(分水嶺解)の役割を果たしていることを明らかにした。さらに,別のタイプの特異点に関しても,数値計算を中心に,非一様性が与える解のダイナミクスの遷移について解析した。

  • Research Products

    (21 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (13 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Dynamics of front solutions in a specific reaction-diffusion system inone dimension2008

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

      Japan J. Indust. Appl. Wath 25

      Pages: 117-147

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selection principle for various modes of spatially non-uniform electrochemical oscillations2008

    • Author(s)
      S.Fukushima, S.Nakanishi, Y.Nakato and T.Ogawa
    • Journal Title

      J. Chemical Physics 128

      Pages: 014714

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamics of weakly interacting front and back waves in three-component systems2007

    • Author(s)
      H. Ikeda
    • Journal Title

      Toyama Math. J 30

      Pages: 1-34

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Degenerate Hopf Instability in Oscillatory Reaction-Diffusion Equations2007

    • Author(s)
      T. Ogawa
    • Journal Title

      DCDS Supplements Special vol

      Pages: 784-793

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reaction-diffusion svstem atmroximation to degenerate uarabolic systems2007

    • Author(s)
      H.Murakawa
    • Journal Title

      Nonlinearity 20

      Pages: 2319-2332

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neuron phase shift adaptive to time delay in locomotor control

    • Author(s)
      K.Ohgane, S.-I. Ei and H.Mahara
    • Journal Title

      Appl. Math. Modelling (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A reffularization of a reaction-diffusion svstem approximation to the two-phase Stefan Droblem

    • Author(s)
      H.Murakawa
    • Journal Title

      Nonlinear Analysis, Theory, Methods andApplications (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The dynamics of snikes along boundaries in two dimensional space2008

    • Author(s)
      栄 伸一郎
    • Organizer
      首都大学東京数理解析小研究集会
    • Place of Presentation
      首都大学東京(南大沢キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-08
  • [Presentation] 反応拡散系における進行波の非一様性に対する応答について2007

    • Author(s)
      池田榮雄
    • Organizer
      研究小集会「反応拡散系とその周辺」(京都駅前セミナー)
    • Place of Presentation
      キャンパスプラザ京都
    • Year and Date
      2007-12-11
  • [Presentation] Reaction-diffusion system approximation to free boundary nroblems and its application to numerical conmutations2007

    • Author(s)
      村川 秀樹
    • Organizer
      International Conference on Free Boundary Problems in Chiba 2007
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      2007-11-29
  • [Presentation] Boundary spikes for reaction-diffusion systems II, Dynamics of boundary spikes,2007

    • Author(s)
      栄 伸一郎
    • Organizer
      Workshop非線形問題に現れる特異性の解析SNP2007
    • Place of Presentation
      関西セミナーハウス(京都)
    • Year and Date
      2007-11-26
  • [Presentation] 双安定非一様拡散場におけるフロント解のダイナミクス2007

    • Author(s)
      池田榮雄
    • Organizer
      生物数学の理論とその応用
    • Place of Presentation
      京都大学数理解析研究所
    • Year and Date
      2007-10-31
  • [Presentation] 移動境界問題に対する反応拡散系近似とその応用2007

    • Author(s)
      村川 秀樹
    • Organizer
      盛岡応用数学小研究集会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2007-10-13
  • [Presentation] 双安定非一様拡散場におけるフロントダイナミクス2007

    • Author(s)
      池田榮雄
    • Organizer
      研究集会「富山解析セミナー2007」
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2007-09-29
  • [Presentation] 特異摂動理論とその応用2007

    • Author(s)
      池田榮雄
    • Organizer
      非線形数理・秋の学校「パターン形成の数理とその周辺」
    • Place of Presentation
      明治大学・秋葉原サテライトキャンパス
    • Year and Date
      2007-09-26
  • [Presentation] Spatio-temporal Oscillations by Wave Bifurcation2007

    • Author(s)
      小川 知之
    • Organizer
      International Symposium on Nonlinear Theoryand its Applications
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2007-09-18
  • [Presentation] Reaction-diffusion system approximation to degenerate parabolic equations and its andlication to numerical computations2007

    • Author(s)
      村川 秀樹
    • Organizer
      Equadiff07
    • Place of Presentation
      Vienna University of Tech noloey, Vienna. Austria
    • Year and Date
      2007-08-08
  • [Presentation] Reaction-diffusion svstem annroximation to moving boundary nroblemsand its actdication to numerical nomnutations2007

    • Author(s)
      村川 秀樹
    • Organizer
      lnternational Conference on Recent Developments
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2007-06-27
  • [Presentation] Interface Equations for Reaction-Diffusion Systems Near Critical Point2007

    • Author(s)
      栄 伸一郎
    • Organizer
      SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems
    • Place of Presentation
      Snowbird
    • Year and Date
      2007-05-31
  • [Presentation] 緩く曲がった境界上のパルス解の運動について2007

    • Author(s)
      栄 伸一郎
    • Organizer
      京都大学理学部数学談話
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2007-04-25
  • [Book] フーリエ解析+偏微分方程式2007

    • Author(s)
      藤原 毅夫, 栄 伸一郎
    • Total Pages
      198
    • Publisher
      裳華房

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

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