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勾配・歪勾配構造をもつ散逸系における時空間周期パターンの解析

研究課題

研究課題/領域番号 15654018
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関神戸大学

研究代表者

桑村 雅隆  神戸大学, 発達科学部, 助教授 (30270333)

研究分担者 小川 知之  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教授 (80211811)
柳田 英二  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80174548)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2005年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2004年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2003年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワード勾配・歪勾配系 / ハミルトン系 / 散逸系 / 空間周期パターン / Swift-Hohenberg方程式 / チューリングパターン / 周期性
研究概要

勾配・歪勾配構造は散逸系にハミルトン構造を自然に導くものである。この構造をもつ散逸系においては、時空間周期パターンの安定性は極めて単純で自然な公式によって決定される。この結果は、柳田教授との共著論文として、Physica D 175(2003)pp.185-195において発表した。また、多数の安定な空間周期パターンのうち、現実的にどの空間周期をもったパターンが最も高い確率で現れるのかというパターン選択問題を、勾配・歪勾配構造をもつ散逸系の場合に調べた。とくにパターン選択の基本原理ではないかと予想されている「臨界安定性仮説」を本研究の補助金によって購入したパソコンを利用した数値実験によって検証した。幸運にも、2004年度の春の日本数学会応用数学分科会(筑波大学)の特別講演者に推薦されたこともあり、この結果を学会の特別講演の形で発表することができた。この結果をまとめた論文は、SIAM J.Appl.Math.65(2005)pp.618-643において発表した。本年度は、これらの一連の研究に引き続いて、九州大学数理学研究院の栄伸一郎教授と龍谷大学理工学部の森田善久教授との共同研究を行い、反応拡散方程式に現れる特異摂動問題をハミルトン構造の視点から調べて、その成果をPhysica D 207(2005)pp.171-219で発表することができた。また、2005年度の秋の日本数学会応用数学分科会(岡山大学)でも研究発表することができた。一方、研究分担者の小川は、ミシャイコフ教授らのグループとの共同研究でSwift-Hohenberg方程式の分岐ダイアグラムを詳細に調べることに成功した。その結果は、SIAM J.Appl.Dyn.Sys.4(2005)pp.1-31において発表された。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (2件)

  • [雑誌論文] A variational approach to singular perturbation problems in reaction-diffusion systems2005

    • 著者名/発表者名
      S-.I.Ei
    • 雑誌名

      Physica D 207

      ページ: 171-219

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Rigorous numerics for global dynamics : a study of the Swift-Hohenberg equation2005

    • 著者名/発表者名
      S.Day
    • 雑誌名

      SIAM J.Appl Dyn.Sys. 4

      ページ: 1-31

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] On the Turing patterns in one-dimensional gradient/skew-gradient Dissipative systems2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwamura
    • 雑誌名

      SIAM J.Appl.Math. 65

      ページ: 618-643

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Rigorous numerics for localized patterns to the quintic Swift-Hohenberg equation2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Hiraoka, T.Ogawa
    • 雑誌名

      Japan J.Ind.Appl.Math. 22(掲載決定)(未定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 反応拡散系の特異摂動問題に対する新しい定式化2004

    • 著者名/発表者名
      栄伸一郎, 桑村雅隆, 森田善久
    • 雑誌名

      応用数学合同研究集会報告集 12月

      ページ: 227-228

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Rigorous numerics for global dynamics : a study of the Swift-Hohenberg equation

    • 著者名/発表者名
      S.Day, Y.Hiraoka, K.Mischaikow, T.Ogawa
    • 雑誌名

      SIAM J.Appl.Dyn.Sys. (掲載決定)(未定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Masataka Kuwamura: "The Eckhaus and zigzag instability criteria in gradient/skew-gradient dissipative systems"Physica D. 175. 185-195 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 桑村雅隆: "The Turing patterns in gradient/skew-gradient dissipative systems"京都大学数理解析研究所講究録. 未定(未定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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