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非線形な拡散効果を伴う2種競争系の大域的な解構造の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K05233
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 数学解析
研究機関愛媛大学

研究代表者

観音 幸雄  愛媛大学, 教育学部, 教授 (00177776)

研究分担者 桑村 雅隆  神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (30270333)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2019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)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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2種競争系 / 極限系 / 解構造 / 縮約系 / 球対称解 / 応用数学 / 関数方程式論
研究成果の概要

重定・川崎・寺本(1979)は,競争関係にある2種の共存・棲み分け現象を理解するために,非線形な拡散(交叉拡散)効果を伴う反応拡散系(SKT)を提案した.系(SKT)は比較的に単純なものであるが,解の存在・非存在,空間的な様相,安定性などについて多くの未解決問題が残されている.本研究では,系(SKT)を交叉拡散効果と競争効果による古典的な2種競争系からの連続変形と捉え研究を進めた.交叉拡散係数または種間競争係数を非常に大きくしたとき,いくつかの縮約系を得ることができ,それら縮約系の解構造を検討した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた知見は,系(SKT)において交差拡散係数や種間競争係数があまり大きくない場合についての研究を進める際の重要な手がかりになると期待している.また,研究の過程で得られた極限系には周期解が存在することが数値的に確認されているため,この縮約系の解析により,系(SKT)の複雑な解構造の一部が解明できると思われる.さらに,交叉拡散効果の影響を大きくしていくと,系(SKT)は2種競争系の枠組みから外れ,一般の反応拡散系へと変化していくことを考えると,一般の反応拡散系へ研究を進める際の重要な手がかりになるものと期待している.

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Dynamics of Localized Unimodal Patterns in Reaction-Diffusion Systems for Cell Polarization by Extracellular Signaling2018

    • 著者名/発表者名
      Kuwamura Masataka、Seirin-Lee Sungrim、Ei Shin-ichiro
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Applied Mathematics

      巻: 78 号: 6 ページ: 3238-3257

    • DOI

      10.1137/18m1163749

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structure on the radially symmetric entire positive stationary solution for a competition-diffusion system2017

    • 著者名/発表者名
      Yukio Kan-on
    • 雑誌名

      Far East J. Appl. Math.

      巻: 97 号: 6 ページ: 241274-241274

    • DOI

      10.17654/am097060241

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diffusion-driven destabilization of spatially homogeneous limit cycles in reaction-diffusion systems2017

    • 著者名/発表者名
      Masataka Kuwamura, Hirofumi Izuhara
    • 雑誌名

      Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science

      巻: 27 号: 3 ページ: 033112-033112

    • DOI

      10.1063/1.4978924

    • NAID

      120006318793

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] On limit systems and their solution structure for the Shigesada-Kawasaki-Teramoto model with large cross-diffusion rate2018

    • 著者名/発表者名
      Yukio Kan-on
    • 学会等名
      The 12th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 重定・川崎・寺本モデルから導出される極限系について2018

    • 著者名/発表者名
      観音幸雄
    • 学会等名
      南大阪応用数学セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of localized patterns in reaction-diffusion systems for cell polarization by extracellular signaling2018

    • 著者名/発表者名
      Masataka Kuwamura
    • 学会等名
      The 43rd Sapporo Symposium on Partial Differential Equations
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 重定・川崎・寺本モデルから導出される極限系とその解構造について2018

    • 著者名/発表者名
      観音幸雄
    • 学会等名
      松山解析セミナー 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 重定・川崎・寺本モデルの正値定常解の解構造について2017

    • 著者名/発表者名
      観音幸雄
    • 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
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 保存量をもつ反応拡散方程式におけるパルス状局在解の挙動について2017

    • 著者名/発表者名
      桑村雅隆,李聖林,栄伸一郎
    • 学会等名
      応用数学合同研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Diffusion driven destabilization of a spatially homogeneous limit cycle in reactiondiffusion systems2016

    • 著者名/発表者名
      Masataka Kuwamura
    • 学会等名
      JSMB2016
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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