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非線形波動方程式の解の存在と非存在

研究課題

研究課題/領域番号 16K05191
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 解析学基礎
研究機関埼玉大学

研究代表者

町原 秀二  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20346373)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード初期値問題適切性 / 初期値問題非適切性 / ノルムインフレーション / 非線形偏微分方程式 / 非適切性 / Chern-Simons-Dirac / レリッヒの不等式 / Thirring model / Dirac-Klein-Gordon / well-posedness / ill-posedness / trace theorem / 非線形波動方程式
研究成果の概要

Dirac-Klein-Gordon方程式、Thirring モデルの非線形Dirac方程式、Chern-Simons-Dirac方程式の初期値問題の適切性と非適切性に関する結果を得て、複数の論文を発表できた。特に空間一次元Dirac-Klein-Gordon方程式の湯川の相互作用項をもつタイプのものは1973年Chadam氏の最初の論文からの歴史のある問題で、それに対する最終決着を与えたものである。
方程式の初期値問題の他に関数空間の不等式に対する研究を行った。ハーディの不等式、トレース定理、レリッヒの不等式に対する新しい知見を与えた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

偏微分方程式を研究対象としたときに解の存在定理がその重要性を持つことは明らかであろう。この研究期間中に行った研究主題は非線形分散型・双曲型偏微分方程式の初期値問題の適切性となる。つまり非線形項を含む形の偏微分方程式を考え、初期値から解を求めるという初期値問題を取り扱った。そして適切性とは解の存在を含み、そこへ加えて解の一意性と初期値への連続依存性を要求した性質となる。これら三つの条件を満たすとき初期値問題は適切であるといい、一つでも欠如した場合は初期値問題は非適切であるという。問題が適切であるか非適切であるかは解を扱う関数空間の正則度に依存する。正則度による場合分けが完成すれば問題は終了する。

報告書

(5件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Well-posedness for the dimension-reduced Chern-Simons-Dirac system2017

    • 著者名/発表者名
      Shuji Machihara and Mamoru Okamoto
    • 雑誌名

      Journal of Evolution Equations

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 1031-1048

    • DOI

      10.1007/s00028-016-0371-1

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Global wellposedness for a one-dimensional Chern-Simons-Dirac system in L^p2017

    • 著者名/発表者名
      Machihara, Shuji and Ogawa, Takayoshi
    • 雑誌名

      Comm. Partial Differential Equations

      巻: 42 号: 8 ページ: 1175-1198

    • DOI

      10.1080/03605302.2017.1330339

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remarks on the Rellich inequality2017

    • 著者名/発表者名
      S. Machihara, T. Ozawa, H. Wadade
    • 雑誌名

      Mathematische Zeitschrift

      巻: 印刷中 号: 3-4 ページ: 1367-1373

    • DOI

      10.1007/s00209-016-1805-8

    • NAID

      120005982988

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remarks on ill-posedness for the Dirac-Klein-Gordon system2016

    • 著者名/発表者名
      S. Machihara, M. Okamoto
    • 雑誌名

      Dyn. Partial Differ. Equ.

      巻: 13 号: 3 ページ: 179-190

    • DOI

      10.4310/dpde.2016.v13.n3.a1

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Sharp well-posedness and ill-posedness the Chern-Simons-Dirac system in one dimension2016

    • 著者名/発表者名
      Shuji Machihara and Mamoru Okamoto
    • 雑誌名

      Int. Math. Res. Not.

      巻: 2016 (6) 号: 6 ページ: 1640-1694

    • DOI

      10.1093/imrn/rnv160

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Well-posedness and ill-posedness of the Cauchy problem for the generalized Thirring model2016

    • 著者名/発表者名
      Huh, Hyungjin and Shuji Machihara and Mamoru Okamoto
    • 雑誌名

      Differential and Integral Equations

      巻: 29

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Extremisers for the trace theorem on the sphere2016

    • 著者名/発表者名
      N. Bez, S. Machihara, M. Sugimoto
    • 雑誌名

      Math. Res. Lett.

      巻: 23 号: 3 ページ: 633-647

    • DOI

      10.4310/mrl.2016.v23.n3.a3

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Spherical Harmonics and Hardy’s equality2020

    • 著者名/発表者名
      Machihara Shuji
    • 学会等名
      Recent Progress on Dispersive and Wave Equations
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 非線形シュレディンガー方程式の有限時間爆発解に対する注意2019

    • 著者名/発表者名
      町原 秀二
    • 学会等名
      反応拡散方程式と非線形分散型方程式の解の挙動
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The range of Sobolev regularity for the well-posedness of the Dirac-Klein-Gordon system in 1d2019

    • 著者名/発表者名
      町原 秀二
    • 学会等名
      第11回名古屋微分方程式研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The range of Sobolev regularity for the well-posedness of the Dirac-Klein-Gordon system in 1d2018

    • 著者名/発表者名
      町原 秀二
    • 学会等名
      Workshop on nonlinear wave equations and related topics in Kobe
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Global well-posedness for one dimensional Chern-Simons-Dirac system in Lp2017

    • 著者名/発表者名
      Shuji Machihara
    • 学会等名
      Nonlinear PDE for Future Applications -Hyperbolic and Dispersive PDE-
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 空間1次元Dirac-Klein-Gordon方程式の初期値問題の適切性について2017

    • 著者名/発表者名
      町原 秀二
    • 学会等名
      日本数学会実函数論分科会, 函数解析学分科会共催 第56回実函数論・函数解析学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Remarks on the ill-posedness for the Dirac-Klein-Gordon system2017

    • 著者名/発表者名
      Shuji Machihara
    • 学会等名
      International Workshop on ``Fundamental Problems in Mathematical and Theoretical Physics”
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 空間1次元 Dirac-Klein-Gordon 方程式初期値問題の非適切性の議論2016

    • 著者名/発表者名
      町原 秀二
    • 学会等名
      第 10 回 実解析と函数解析による偏微分方程式論 研究集会
    • 発表場所
      鳴子観光ホテル(宮城県大崎市)
    • 年月日
      2016-12-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Ill-posedness results for the 1d Dirac-Klein-Gordon system2016

    • 著者名/発表者名
      Shuji Machihara
    • 学会等名
      Interactions Between Harmonic and Geometric Analysis
    • 発表場所
      埼玉大学東京ステーションカレッジ(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-01-27  

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