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反応拡散系における時空間パターンの数理的研究

研究課題

研究課題/領域番号 09440075
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関東京大学

研究代表者

稲葉 寿 (1998-1999)  東京大学, 大学院・数理科学研究科, 助教授 (80282531)

柳田 英二 (1997)  東京大学, 大学院・数理科学研究科, 教授 (80174548)

研究分担者 高橋 勝雄  東京大学, 大学院・数理科学研究科, 助手 (90114529)
山田 道夫  東京大学, 大学院・数理科学研究科, 教授 (90166736)
柳田 英二  東京大学, 大学院・数理科学研究科, 助教授 (80174548)
二宮 広和  龍谷大学, 理工学部, 講師 (90251610)
溝口 紀子  東京学芸大学, 教育学部, 助教授 (00251570)
堤 誉志雄  東京大学, 大学院・数理科学研究科, 助教授 (10180027)
三村 昌泰  広島大学, 理学部, 教授 (50068128)
飯田 雅人  岩手大学, 人文社会学部, 講師 (00242264)
稲葉 寿  東京大学, 大学院・数理科学研究科, 教授 (80282531)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
13,500千円 (直接経費: 13,500千円)
1999年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1998年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
1997年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
キーワード反応拡散系 / 非線形偏微分方程式 / 安定性解析 / 興奮一抑制系 / 特異極限法 / 解の爆発 / 自由境界 / モデリング / 興奮-抑制系 / 興奮-柳制系 / 歪勾配系 / 自己相似解 / 有限時間爆発 / バクテリヤコロニーモデル / スペクトル法 / 非線型放物型方程式 / 特異極限 / 爆発
研究概要

上記の課題に対して,主に以下のような研究成果を得た.
(1)興奮一抑制系の一般化である歪勾配系に関する研究を行い,ある定常解がエネルギ一汎関数のmin-max点として特徴付けられる場合に,その定常解は他のパラメータにかかわらず,必ず安定となるという結果を得た.また,いわゆるチューリング不安定性との関わりについても明らかにした.
(2)バクテリア(枯草菌)に見られる特徴的な空間パターンのモデルに対して数値シミュレーションを行い,このようなパターンがモデル方程式の解のヒストリーとして出現することを明らかにした.
(3)非線形放物型方程式の有限時問で爆発するような解に対して,爆発点近傍での解の振る舞いについて,交点数減少の原理を用いて新しいタイプの挙動が現れることを示した.
(4)数理生態学における主な問題の一つである2種競争系において,競争係数を無限大にしたときに得られる(特異極限)方程式が,ステファン型自由境界問題に帰着することを、数学的に厳密に正当化した。
(5)数理生物学における形態形成のモデルであるGierer-Meinhardt系に関し,スパイク状の定常解に対する数学的に厳密な安定性解析を行い,安定あるいは不安定であるための条件を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (31件)

  • [文献書誌] Y. Kabeya, E, Yanagida: "Eigenvalue Problems in the whole space with radially symmetric weight"Comm,PDE. 24. 1121-1166 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E. Yanagida: "Extinction and blowing of positive radial solutions"Nonlinear Analysis. 39. 365-377 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Mizoguchi: "Slowing decay of solutions in a semilinear dissipative parabolic equation"J. Diflerential Equations. 158. 79-93 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Mizoguchi, H. Ninomiya: "Diffusion -induced blow up in a nonlinear parabolic system"J. Dyn. Diff. Eqs. 10-3. 619-638 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Inaba: "Persistent age-distribution for an age-structured two-sex population model"Mathematical Population Studies. 7(4). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Yamode, Y. Taniganchi: "A statical Property of packet round-trip times in the internet"Advances in Performance Analysis. 2-1. 67-76 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kabeya and E. Yanagida: "Eigenvalue problem in the whole space with radially symmetric weight"Comm. PDE. 24. 1127-1166 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E. Yanagida: "Extinction and blowup of positivie radial solutions for a semilinear elliptic equation"Nonlinear Anal.. 39. 365-377 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Mizoguchi: "low decay of solutions in a semilinear dissipative parabolic equation"J. Differential Equations. 158. 79-93 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Mizoguchi, H. Ninomiya, and E. Yanagida: "Diffusion-induced blowup in a nonlinear parabolic system"J. Dynamics and Differential Equations. 10-3. 619-638 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Inaba: "Persistent age-distributions for an age-structured two-sex population model"Mathematical Population Studies. 7(4). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Yamada and Y. Taniguchi: "A statistical property of packet round -trip times in the internet"Advances in Performance Analysis. vol. 2-1. 67-76 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kabeya, E. Yanagida: "Eigenvalue problems in the whole space with radially symmetric weight"Comm. PDE. 24. 1127-1166 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] E. Yanagida: "Extinction and blowup of positive radial solutions"Nonlinear Analysis. 39. 365-377 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N. Mizoguchi: "Slow decay of solutions in a semilinear dissipative parabolic equation"J. Differential Equations. 158. 79-93 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S. Kawaguchi, M. Mimura: "Collision of travelling waves in a reaction-diffusion system with global coupling"SIAM J. Appl. Math.. 59. 920-941 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S. -I. Ei, R. Ikota, M. Mimura: "Segregating partition problems in conpetion-diffusion systems"Interfaces and Free Boundaries. 1. 57-80 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Yamada, Y. Taniguchi: "A statistical property of packet round-trip times in the internet"Advances in Performance Analysis. 2-1. 67-76 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N.Mizoguchi, Z.Yanagida: "Blownpand life span of solutions for a semilineac parabolic equation" SIAM J.Math.Anal.29. 1434-1446 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Iida, T.Muramatsu, H.Iida, Z.Yanagida: "Diffusion-induced extinctrin of a superior species in a competion system" Japan J.Indust.Appl.Math.15(2). 233-252 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Mizoguchi, E.Yanagida: "Critical exponents for the below up of solutions with sig changes in a semilinear parabolic equation II" J.Differential Equations. 145(2). 295-331 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Mizoguchi, H.Ninomiya, E.Yanagida: "Critical exponents for the bipolar blowup in a semilinar parabolic equactions" J.Math.Anal.Appl.218(2). 495-518 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Matsushita, J.Wakita, H.Sakaguchi, H.Itoh, I.Ratols, H.Matsuyama, M.Mimura: "Interfacial growth and pattern fomation in bacterial colonies" Physica A. 249. 517-524 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yagisita, M.Mimura, M.Yamada: "Spiral wave behaviors in an excitable reaction diffusion system on a sphere" Physica D.124. 126-136 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Iida, E.Yanagida: "Dynamics of Interfaces in a Scalar Parabolic Equation" Japan J.Indust.Appl.Math.14. 1-23 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hirose, E.Yanagida: "Biofurcation of Fapidly Decaying Solutions for H-W Eq." Adv.Math.Sci.Appl.7. 619-636 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] N.Mizoguchi, E.Yanagida: "Critical Exponents in a Semilinear Parabolic Equation" Math.Annal.307. 663-675 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Mimura, S,-I, Ei: "Singnlar Perturbation Problems to a Combnstion" Studies in Adv.Math.3. 75-84 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ohta, M.Mimura: "Collision of Propagating Pulses in R-D System" J.Phys.Soc.Japan. 66. 1551-1558 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 稲葉 寿: "数理人工学の発展" 人工学研究. 1997 (21)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 稲葉 寿: "数理人工学の発展" 人工学研究. 1997 (21)7-17:

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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