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非線形拡散方程式の抽象理論の構築と走化性方程式の数学解析

Research Project

Project/Area Number 18J21006
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Mathematical analysis
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

来間 俊介  東京理科大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords非線形拡散方程式 / フェーズフィールドシステム / 慣性項 / 非局所拡散項 / 時間離散化 / 解の存在 / 誤差評価 / 走化性方程式 / Cahn-Hilliard方程式 / Navier-Stokes方程式 / 解の挙動
Outline of Annual Research Achievements

2020年度は, 慣性項つき非局所フェーズフィールドシステム, 非局所フェーズフィールドシステムに対応する連立抽象発展方程式系, 動的境界条件を持つ放物型・双曲型フェーズフィールドシステムに対応する連立抽象発展方程式系 (以下, それぞれを研究1, 研究2, 研究3とする) のそれぞれに対する数学的な理論の構築に成功した. 放物型・双曲型フェーズフィールドシステムと比べ, 慣性項つき非局所フェーズフィールドシステムでは, 解の正則性が下がってしまい, コンパクト性の方法やSobolevの埋め込み定理などの適用に制限がかかってしまうという難点が生じる. 研究1では, 時間大域的可解性と解の一意性を時間離散化法で得る際に, 近似問題の解のオーダーパラメータの方のL^∞(Ω×(0, T))-評価などを得ることにより, 近似問題に対するCauchyの収束条件を導出することができ, 上記の難点を回避することができた. さらに, タイムステップに関する誤差評価も得ることができた. 研究1で得られた成果は国内の研究集会で発表し, 論文としてまとめて専門誌に投稿した. また, 研究1で得られた成果は論文としてまとめて専門誌に投稿した. 研究2では, 時間大域的可解性と解の一意性を時間離散化法で得る際に, 近似問題に対するCauchyの収束条件を導出することにより, コンパクト性の方法の適用に制限がかかるという難点を回避できることを確認した. さらに, タイムステップに関する誤差評価も得られることも確認した. 研究3では, 動的境界条件を持つ放物型・双曲型フェーズフィールドシステムに対応する連立抽象発展方程式系に適用可能な時間離散化法を構築することによって時間大域的可解性と解の一意性が得られることを確認した. さらに, タイムステップに関する誤差評価も導出できることも確認した.

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。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 5 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Pavia(イタリア)

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  • [Journal Article] Time discretization of an abstract problem from linearized equations of a coupled sound and heat flow2020

    • Author(s)
      Kurima Shunsuke
    • Journal Title

      Electronic Journal of Differential Equations

      Volume: 2020 Pages: 1-26

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A parabolic--elliptic chemotaxis system with nonlinear diffusion approached from a Cahn--Hilliard-type system2020

    • Author(s)
      Kurima Shunsuke
    • Journal Title

      Journal of Evolution Equations

      Volume: - Issue: 2 Pages: 1755-1778

    • DOI

      10.1007/s00028-020-00651-5

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Global existence for a phase separation system deduced from the entropy balance2020

    • Author(s)
      Colli Pierluigi、Kurima Shunsuke
    • Journal Title

      Nonlinear Analysis

      Volume: 190 Pages: 111613-111613

    • DOI

      10.1016/j.na.2019.111613

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Time discretization of an initial value problem for a simultaneous abstract evolution equation applying to parabolic-hyperbolic phase-field systems2020

    • Author(s)
      Kurima Shunsuke
    • Journal Title

      ESAIM: Mathematical Modelling and Numerical Analysis

      Volume: 54 Issue: 3 Pages: 977-1002

    • DOI

      10.1051/m2an/2019086

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Existence and energy estimates of weak solutions for nonlocal Cahn--Hilliard equations on an unbounded domain2019

    • Author(s)
      Kurima Shunsuke
    • Journal Title

      Journal of Mathematical Analysis and Applications

      Volume: 478 Issue: 1 Pages: 108-132

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2019.05.019

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Time discretization of a nonlinear phase field system in general domains2019

    • Author(s)
      Colli Pierluigi、Kurima Shunsuke
    • Journal Title

      Communications on Pure & Applied Analysis

      Volume: 18 Issue: 6 Pages: 3161-3179

    • DOI

      10.3934/cpaa.2019142

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Asymptotic analysis for Cahn-Hilliard type phase-field systems related to tumor growth in general domains2019

    • Author(s)
      Kurima Shunsuke
    • Journal Title

      Mathematical Methods in the Applied Sciences

      Volume: 42 Issue: 7 Pages: 2431-2454

    • DOI

      10.1002/mma.5520

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 放物型・楕円型走化性方程式系に対するCahn--Hilliardアプローチ2021

    • Author(s)
      来間俊介
    • Organizer
      第16回非線形発展方程式セミナー@KUE
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    • Invited
  • [Presentation] Employing a time discretization scheme for a parabolic-hyperbolic phase-field system with nonlocal term2021

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      来間俊介
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      日本数学会2021年度年会実函数論分科会
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  • [Presentation] 非局所項をもつ放物型・双曲型フェーズフィールドシステムの時間離散化2020

    • Author(s)
      来間俊介
    • Organizer
      第46回発展方程式研究会
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  • [Presentation] Existence for a phase separation system deduced from the entropy balance2020

    • Author(s)
      Pierluigi Colli、来間俊介
    • Organizer
      日本数学会2020年度年会実函数論分科会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] A Cahn--Hilliard approach to a nonlinear diffusion chemotaxis system2020

    • Author(s)
      来間俊介
    • Organizer
      日本数学会2020年度年会実函数論分科会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Time discretization and error estimate for a nonlinear phase field system in general domains2019

    • Author(s)
      Pierluigi Colli、Shunsuke Kurima
    • Organizer
      Equadiff 2019
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 放物型・双曲型フェーズフィールドモデルに適用する連立抽象発展方程式系の時間離散化2019

    • Author(s)
      来間俊介
    • Organizer
      日本数学会2019年度秋季総合分科会実函数論分科会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] エントロピーバランスから導出される相分離システムの解の存在2019

    • Author(s)
      来間俊介
    • Organizer
      若手研究者による実解析と偏微分方程式 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] A phase separation system deduced from the entropy balance2019

    • Author(s)
      Pierluigi Colli、来間俊介
    • Organizer
      第45回発展方程式研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Vanishing viscosity for a Cahn-Hilliard phase field system arising from tumor growth models in general domains2019

    • Author(s)
      Shunsuke Kurima
    • Organizer
      The 4th International Workshop on Mathematical Analysis of Chemotaxis
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A Cahn-Hilliard type system coupled with a heat equation on unbounded domains2018

    • Author(s)
      Shunsuke Kurima
    • Organizer
      The 12th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 非有界領域における非局所項をもつCahn-Hilliard 方程式について2018

    • Author(s)
      来間俊介
    • Organizer
      日本数学会2018年度秋季総合分科会実函数論分科会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] A Cahn-Hilliard phase field system arising from tumor growth models in general domains2018

    • Author(s)
      Shunsuke Kurima
    • Organizer
      Seminario di Matematica Applicata
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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