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超局所解析および調和解析を用いた消散型波動方程式の解の漸近挙動の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J01600
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 解析学基礎
研究機関名古屋大学

研究代表者

若杉 勇太  名古屋大学, 多元数理科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード消散型波動方程式 / 漸近挙動 / 時間大域的適切性 / 拡散現象 / 高次展開 / 自己相似変換 / エネルギー法
研究実績の概要

空間変数に依存する摩擦項をもつ線形波動方程式に対して,摩擦が効果的に働く場合の解の漸近挙動について研究を行った.先行研究では全空間かつ特別な形の摩擦項に対し,解が対応する熱方程式の解に漸近すること(拡散現象)が示されていたが,本研究では側島基宏氏(東京理科大学)の協力のもと,これを一般の外部領域および摩擦項に対し拡張を行った.証明は対応する熱半群に対する評価と,消散型波動方程式に対する重み付きエネルギー評価を組み合わせることにより行った.一般の摩擦項を取り扱うにあたって,適当な重み関数を構成するため,摩擦項の係数を右辺にもつPoisson方程式の可解性について考察を行った.摩擦に球対称性を課さない場合には,このPoisson方程式には適切な遠方の挙動をもつ解が一般には存在しない点が困難であったが,この問題はPoisson方程式を誤差を許容した不等式に置き換えることで解決した.
また,池田正弘氏(京都大学),藤原和将氏(早稲田大学)の協力のもと,時間変数に依存する摩擦項をもつ非線形波動方程式に対し,解の爆発,最大存在時間の評価および解の爆発率の研究を行った.解の最大存在時間については対応する熱方程式と同じ評価が成立することを示し,さらに解の爆発率については対応する波動方程式と同じ評価が得られることを示した.証明は空間変数に依存する適切な重み付きの積分平均に対する常微分方程式を導出し,この常微分方程式に対し適当な劣解を構成することにより行った.また,解の最大存在時間の下からの評価には,前年度の研究で開発したスケール変換による方法を用いることにより,最良な評価を得ることができた.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Remarks on an elliptic problem arising in weighted energy estimates for wave equations with space-dependent damping term in an exterior domain2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sobajima and Y. Wakasugi
    • 雑誌名

      AIMS Mathematics

      巻: 2 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3934/math.2017.1.1

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A remark on Liouville-type theorems for the stationary Navier-Stokes equations in three space dimensions2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kozono, Y. Terasawa and Y. Wakasugi
    • 雑誌名

      J. Funct. Anal.

      巻: 272 号: 2 ページ: 804-818

    • DOI

      10.1016/j.jfa.2016.06.019

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scaling variables and asymptotic profiles for the semilinear damped wave equation with variable coefficients2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Wakasugi
    • 雑誌名

      J. Math. Anal. Appl.

      巻: 447 号: 1 ページ: 452-487

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2016.10.018

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Movement of time-delayed hot spots in Euclidean space2017

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata and Y. Wakasugi
    • 雑誌名

      Math. Z.

      巻: 285 号: 3-4 ページ: 1007-1040

    • DOI

      10.1007/s00209-016-1735-5

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diffusion phenomena for the wave equation with space-dependent damping in an exterior domain2016

    • 著者名/発表者名
      M. Sobajima and Y. Wakasugi
    • 雑誌名

      J. Differential Equations

      巻: 261 号: 10 ページ: 5690-5718

    • DOI

      10.1016/j.jde.2016.08.006

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Diffusion phenomena for the wave equation with space-depnedent damping in an exterior domain2017

    • 著者名/発表者名
      若杉勇太
    • 学会等名
      2017年度日本数学会年会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 空間変数に依存する摩擦項をもつ波動方程式の解の漸近挙動について2016

    • 著者名/発表者名
      若杉勇太
    • 学会等名
      微分方程式の総合的研究
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2016-12-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A remark on Liouville-type theorems for the stationary Navier-Stokes equations in three space dimensions2016

    • 著者名/発表者名
      若杉 勇太
    • 学会等名
      日本数学会2016年度年会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Scaling variables and asymptotic profiles of solutions to the semilinear damped wave equation with variable coefficients2016

    • 著者名/発表者名
      若杉 勇太
    • 学会等名
      日本数学会2016年度年会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A remark on the asymptotic profile of solutions to the damped wave equation with variable coefficients2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Wakasugi
    • 学会等名
      10th International ISAAC Congress
    • 発表場所
      University of Macau
    • 年月日
      2015-08-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Critical exponents for the Cauchy problem to weakly coupled system of wave equations with space or time dependent damping2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Wakasugi
    • 学会等名
      10th International ISAAC Congress
    • 発表場所
      University of Macau
    • 年月日
      2015-08-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考]

    • URL

      https://sites.google.com/site/wakasugiyuta/home

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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