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決定論的ビリヤード微分ゲームと放物型境界値問題

Research Project

Project/Area Number 09J07428
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Global analysis
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

柳 青  東京大学, 大学院・数理科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2009: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords粘性解 / 微分ゲーム / 最適制御 / 保存則方程式 / Hamilton-Jacobi方程式 / 漸近挙動 / 非線型方程式 / 平均曲率流 / レベルセット法
Research Abstract

本研究は完全非線形方程式の特異問題を対象として考察する。二つの部分から構成されている。第一部では微分ゲームによる手法で方程式の解の近似を行い、解の特異的性質を調べる。第二部では結晶成長に現れる非強圧的Hamilton-Jacobi方程式の解の漸近挙動を考察する。平成22年度では、主に以下のような成果をあげた。
微分ゲームに関しては、保存則方程式の解の近似問題も考えた。今までのゲーム理論で扱える方程式は未知関数について単調であるので、方程式の粘性解が連続である場合がほとんどである。未知関数について単調でない方程式には通常の粘性解理論が適用できず、特異問題としてのゲーム理論による近似が大変興味深い問題となる。本年度ではこの様な方程式の代表である保存則方程式に対して空間一次元の場合で離散スキームを試み、初期値が単調減少の場合に不連続な解の近似解を構成した。
非強圧的Hamilton-Jacobi方程式の解の長時間挙動についての研究も続けた。昨年度の結果と違い、今回考えたのは空間多次元の初期値問題である。この場合に考える定常問題の境界条件は特異Neumann型である。与えられたHamiltonianから有効領域とその領域での成長速度がどのように決まるかについて明らかにした。結晶成長のステップ源と対応するのはWeak KAM理論のAubry集合であることも分かった。最後に、より一般的なErgodic理論の観点から我々が示した長時間挙動に関する結果を分析し、有効領域の外での長時間挙動についても部分的な結果を与えた。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] On an elementary approach to optimal control with Neumann boundary condition2010

    • Author(s)
      LIU, Qing
    • Journal Title

      京都大学数理解析研究所講究録

      Volume: 1695 Pages: 56-64

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Journal Article] A billiard-based game interpretation of the Neumann problem for the curve shortening equation2009

    • Author(s)
      LIU, Qing
    • Journal Title

      Advances in Differential Equations 14

      Pages: 201-240

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On game interpretations for the curvature flow equation and its boundary problems2009

    • Author(s)
      LIU, Qing
    • Journal Title

      京都大学数理解析研究所講究録 1633

      Pages: 138-150

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Journal Article] On an elementary approach to optimal control with Neumann boundary condition

    • Author(s)
      LIU, Qing
    • Journal Title

      京都大学数理解析研究所講究録 (印刷中)

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Large-time asymptotics for a class of non-coercive Hamilton-Jacobi equations appearing in crystal growth2010

    • Author(s)
      LIU, Qing
    • Organizer
      第36回発展方程式研究会
    • Place of Presentation
      中央大学
    • Year and Date
      2010-12-24
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] On the weak comparison principle for elliptic equations of mean curvature type2010

    • Author(s)
      LIU, Qing
    • Organizer
      北海道大学PDEセミナー
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2010-11-29
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] A game-theoretic proof for fattening of motion by curvature and applications2010

    • Author(s)
      LIU, Qing
    • Organizer
      2010年札幌ミニセメスター「動く界面」研究集会 Viscosity method sand nonlinear PDE
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2010-07-22
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Fattening and game approximation2009

    • Author(s)
      LIU, Qing
    • Organizer
      Workshop on new connections between differential and random turn games, PDE's and image processing
    • Place of Presentation
      カナダ・バンクーバー
    • Year and Date
      2009-07-31
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] On the game-theoretic approach to motion by curvature with Neumann boundary condition2009

    • Author(s)
      LIU, Qing
    • Organizer
      微分方程式の粘性解とその周辺
    • Place of Presentation
      京都大学数理解析研究所
    • Year and Date
      2009-06-25
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2024-03-26  

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