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非線形放物型偏微分方程式の解の複素特異点とパターン形成の関係

研究課題

研究課題/領域番号 16K13778
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 数学基礎・応用数学
研究機関明治大学

研究代表者

二宮 広和  明治大学, 総合数理学部, 専任教授 (90251610)

研究分担者 桂田 祐史  明治大学, 総合数理学部, 専任准教授 (80224484)
池田 幸太  明治大学, 総合数理学部, 専任准教授 (50553369)
小野寺 有紹  東京工業大学, 理学院, 准教授 (70614999)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード反応拡散系 / 複素特異点 / パターン形成 / 自由境界問題 / 複素領域 / パターンダイナミクス / 爆発問題 / 全域解 / ヘレ・ショウ問題 / 複素数特異点 / 非線形偏微分方程式
研究成果の概要

実軸上の反応拡散方程式を複素平面内の適当な領域に解析接続できることを示した.しかし,一般には,複素平面全体には拡張不可能であり,特異点が存在する.この特異点の運動を,熱方程式とアレン・カーン方程式を対象として調べた.まず,熱方程式の解を複素数の範囲で考え,その性質を調べた.アレン・カーン方程式を複素領域に拡張した場合,厳密解を用いて,複素特異点の移動を調べた.特異点が持つ性質について考察するために,一般化を試み,いくつかの結果を得た.
さらに,無限遠からの分岐に関する研究も行い,RabinowtizやStuartの結果を拡張して論文をまとめた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

非線形偏微分方程式は,天気予報などの身近な問題だけでなく,ナノテクノロジーから宇宙の解明まで幅広い分野で利用されている.しかし,非線形偏微分方程式の解を表現する解の公式はないため,解の形状を表現する手法の開発が求められている.本研究課題では,複素特異点や無限遠からのパターン形成について考察し,一部は論文として投稿するに至った.

報告書

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

    (58件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 4件、 査読あり 16件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 26件、 招待講演 27件)

  • [国際共同研究] 国立台湾大学/国立台南大学(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Minnesota/Worcester Polytech Institute(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立台湾大学/淡江大学/国立台南大学(台湾)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Taiwan University/National Tainan University/Tamkang University(台湾)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] フィレンツェ大学(イタリア)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Traveling wave solutions for a bacteria system with density-suppressed motility2019

    • 著者名/発表者名
      Lui, R. and Ninomiya, H.
    • 雑誌名

      Discrete & Continuous Dynamical Systems - B

      巻: 24 号: 2 ページ: 931-940

    • DOI

      10.3934/dcdsb.2018213

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A review on reaction?diffusion approximation2018

    • 著者名/発表者名
      Iida M., Ninomiya H. and Yamamoto H.
    • 雑誌名

      Journal of Elliptic and Parabolic Equations

      巻: 4 号: 2 ページ: 565-600

    • DOI

      10.1007/s41808-018-0029-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reaction diffusion approximation of nonlocal interactions using Jacobi polynomials2018

    • 著者名/発表者名
      Ninomiya Hirokazu、Tanaka Yoshitaro、Yamamoto Hiroko
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 印刷中 号: 2 ページ: 613-651

    • DOI

      10.1007/s13160-017-0299-z

    • NAID

      210000170293

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Entire solutions originating from monotone fronts to the Allen-Cahn equation2018

    • 著者名/発表者名
      Y.-Y. Chen, J.-S. Guo, H. Ninomiya and C.-H. Yao
    • 雑誌名

      Physica D

      巻: - ページ: 1-19

    • DOI

      10.1016/j.physd.2018.04.003

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Another interpretation of the Goldman-Hodgkin-Katz equation based on Ling's adsorption theory2018

    • 著者名/発表者名
      Tamagawa, H. and Ikeda, K.
    • 雑誌名

      European Biophysics Journal

      巻: 47 号: 8 ページ: 869-879

    • DOI

      10.1007/s00249-018-1332-0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Traveling wave solutions with convex domains for a free boundary problem2017

    • 著者名/発表者名
      H. Monobe and H. Ninomiya
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems. Ser. A

      巻: Volume 37, Issue 2 号: 2 ページ: 905-914

    • DOI

      10.3934/dcds.2017037

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Existence of rotating spots with spatially dependent feedback in the plane in a wave front interaction model2017

    • 著者名/発表者名
      Y.-Y. Chen, J.-S. Guo and H. Ninomiya
    • 雑誌名

      Journal of Dynamics and Differential Equations

      巻: 29 号: 2 ページ: 465-483

    • DOI

      10.1007/s10884-016-9541-7

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Traveling curved waves in two dimensional excitable media2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ninomiya and C.-H. Wu
    • 雑誌名

      SIAM J. Mathematical Analysis

      巻: 49 号: 2 ページ: 777-817

    • DOI

      10.1137/16m1064040

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reaction, diffusion and non-local interaction2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ninomiya, Y. Tanaka and H. Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Biology

      巻: 75 号: 5 ページ: 1203-1233

    • DOI

      10.1007/s00285-017-1113-x

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vanishing, moving and immovable interfaces in fast reaction limits2017

    • 著者名/発表者名
      M. Iida, H. Monobe, H. Murakawa and H. Ninomiya
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 2715-2735

    • DOI

      10.1016/j.jde.2017.04.009

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mathematical approach to nonlocal interactions using a reaction-diffusion system2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, H. Yamamoto, and H. Ninomiya
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: - 号: 5 ページ: 388-395

    • DOI

      10.1111/dgd.12354

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bifurcation structure of a car-following model with nonlinear dependence on the relative velocity2017

    • 著者名/発表者名
      A. Tomoeda, T. Miyaji, Tomoyuki, K. Ikeda
    • 雑誌名

      Transportmetrica A: Transport Science

      巻: 14 号: 5-6 ページ: 503-519

    • DOI

      10.1080/23249935.2017.1351007

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of membrane potential beyond the conceptual range of Donnan theory and Goldman-Hodgkin-Katz equation2017

    • 著者名/発表者名
      H. Tamagawa, K.Ikeda
    • 雑誌名

      Journal of Biological Physics

      巻: 43 号: 3 ページ: 319-340

    • DOI

      10.1007/s10867-017-9454-7

    • 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 large time behavior of the L^2-norm of solutions to strongly damped wave equations2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ikehata and Michiaki Onodera
    • 雑誌名

      Differential Integral Equations

      巻: 30 ページ: 505-520

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A reaction diffusion model for understanding phyllotactic formation2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, M. Mimura and H. Ninomiya
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 33 号: 1 ページ: 183-205

    • DOI

      10.1007/s13160-015-0202-8

    • NAID

      210000175348

    • 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
  • [雑誌論文] Dynamical approach to an overdetermined problem in potential theory2016

    • 著者名/発表者名
      Michiaki Onodera
    • 雑誌名

      J. Math. Pures Appl.

      巻: 未定 号: 4 ページ: 768-796

    • DOI

      10.1016/j.matpur.2016.03.011

    • 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] Propagation phenomena in reaction-diffusion equations2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ninomiya
    • 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] Dynamics of interface-reaction systems2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ninomiya
    • 学会等名
      UK-Japan Workshop on Analysis of Nonlinear 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] 単一自己駆動粒子モデルにおける準周期的な運動と振動運動の関係性2018

    • 著者名/発表者名
      池田幸太, 宮路 智行, 北畑 裕之, 小谷野 由紀, 義永 那津人
    • 学会等名
      第28回非線形反応と協同現象研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Reduction approach to a reaction-diffusion system for collective motions of camphor boats2018

    • 著者名/発表者名
      Kota Ikeda, Shin-Ichiro Ei, Masaharu Nagayama, Akiyasu Tomoeda
    • 学会等名
      Seminar on Sorbonne Universite
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] デルタ関数を伴う反応拡散モデルにおける中心多様体縮約理論の構築2018

    • 著者名/発表者名
      池田 幸太, 栄 伸一郎, 友枝 明保, 長山 雅晴
    • 学会等名
      第一回はこだて数理解析研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 単一自己駆動粒子が呈する準周期的な運動の数理解析2018

    • 著者名/発表者名
      池田 幸太, 宮路 智行, 北畑 裕之, 小谷野 由紀, 義永 那津人
    • 学会等名
      日本応用数理学会2018年度年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 単一自己駆動粒子が呈する準周期的な運動の数理解析2018

    • 著者名/発表者名
      池田幸太, 宮路 智行, 北畑 裕之, 小谷野 由紀, 義永 那津人
    • 学会等名
      札幌非線形現象研究会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Reduction approach to a reaction-diffusion system for collective motions of camphor boats2018

    • 著者名/発表者名
      Kota Ikeda, Shin-Ichiro Ei, Masaharu Nagayama, Akiyasu Tomoeda
    • 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
  • [学会発表] Quasi-Periodic Solution in a Dynamical System for the Motion of a Single Particle2018

    • 著者名/発表者名
      Kota Ikeda, Hiroyuki Kitahata, Yuki Koyano, Tomoyuki Miyaji, Natsuhiko Yoshinaga
    • 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
  • [学会発表] Quasi-periodic solution in a dynamical system for the motion of a single particle2018

    • 著者名/発表者名
      Kota Ikeda, Hiroyuki Kitahata, Yuki Koyano, Tomoyuki Miyaji, Natsuhiko Yoshinaga
    • 学会等名
      International Conference on the Dynamics of Differential Equations
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Reduction approach to a reaction-diffusion system for collective motions of camphor boats2018

    • 著者名/発表者名
      Kota Ikeda, Shin-Ichiro Ei, Masaharu Nagayama, Akiyasu Tomoeda
    • 学会等名
      HMAセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Hyperbolic solutions to Bernoulli's free boundary problem2018

    • 著者名/発表者名
      Michiaki Onodera
    • 学会等名
      Workshop on Nonlinear Parabolic PDEs
    • 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] Hyperbolic solutions to Bernoulli's free boundary problem2018

    • 著者名/発表者名
      Michiaki Onodera
    • 学会等名
      Geometric PDEs in Freiburg 2018
    • 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] Dynamical approach to an overdetermined problem2018

    • 著者名/発表者名
      Michiaki Onodera
    • 学会等名
      Tokyo Tech -- Uppsala University 5th Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of solutions of interface-reaction systems2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ninomiya
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Dynamics of Differential Equations
    • 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] Dynamics of interface-reaction equations2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ninomiya
    • 学会等名
      International Conference on Nonlinear Analysis and its Applications
    • 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] 反応拡散方程式の進行波解と全域解2018

    • 著者名/発表者名
      二宮広和
    • 学会等名
      日本数学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quasi-periodic solution in a dynamical system for the motion of a single particle2018

    • 著者名/発表者名
      池田幸太
    • 学会等名
      International Conference on the Dynamics of Differential Equations
    • 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] Traveling waves of curvature flows with anisotropic external forces2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ninomiya
    • 学会等名
      Mathematical Analysis on Nonlinear PDEs
    • 発表場所
      東北大学,仙台
    • 年月日
      2017-01-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reaction-diffusion approximations of non-local evolutionary equation and wave equation2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ninomiya
    • 学会等名
      International Conference on Elliptic and Parabolic Problems
    • 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] Dynamics of waves in excitable media2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ninomiya
    • 学会等名
      日本数理生物学会
    • 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] Dynamics of waves in excitable media2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ninomiya
    • 学会等名
      The 3rd conference on Differential Geometry and Differential equations
    • 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] Patterns and complex singularities in reaction-diffusion equations2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ninomiya
    • 学会等名
      PDE seminar, University of Minnesota
    • 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] Bernoulliの自由境界問題の極限解について2017

    • 著者名/発表者名
      Michiaki Onodera
    • 学会等名
      水戸数学・情報数理研究会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hyperbolic solutions to Bernoulli's free boundary problem2017

    • 著者名/発表者名
      Michiaki Onodera
    • 学会等名
      Ito Workshop on Partial Differential Equations
    • 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] Flow approach to Bernoulli's free boundary problem2017

    • 著者名/発表者名
      Michiaki Onodera
    • 学会等名
      第64回幾何学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamical approach to an overdetermined problem2017

    • 著者名/発表者名
      Michiaki Onodera
    • 学会等名
      Geometry Seminar
    • 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] Hyperbolic solutions to Bernoulli's free boundary problem2017

    • 著者名/発表者名
      Michiaki Onodera
    • 学会等名
      The third Japanese-Spanish workshop on Differential Geometry
    • 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] Hyperbolic solutions to Bernoulli's free boundary problem2017

    • 著者名/発表者名
      Michiaki Onodera
    • 学会等名
      Uppsala University - Tokyo Tech Joint Symposium
    • 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] Hyperbolic solutions to Bernoulli's free boundary problem2017

    • 著者名/発表者名
      Michiaki Onodera
    • 学会等名
      Seminaire d'Equations aux Derivees Partielles et Applications
    • 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] On the solution structure of Bernoulli's free boundary problem2017

    • 著者名/発表者名
      M. Onodera
    • 学会等名
      The 9th Nagoya Workshop on Differential Equations
    • 発表場所
      名古屋大学,名古屋
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Obstacle-induced spiral in two-dimensional excitable media2016

    • 著者名/発表者名
      H. Ninomiya
    • 学会等名
      ミクロな振る舞いと集団的パターン形成に係る階層的構造の解明
    • 発表場所
      数理解析研究所,京都
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pattern formation through non-local interactions,2016

    • 著者名/発表者名
      H. Ninomiya
    • 学会等名
      The 2016 (26th) annual meeting of the Japanese Society for Mathematical Biology
    • 発表場所
      九州大学,福岡
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Layered Interface Systems and its Dynamics2016

    • 著者名/発表者名
      H. Ninomiya
    • 学会等名
      11th AIMS International Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • 発表場所
      Orlando USA
    • 年月日
      2016-07-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reduction Approach to a Reaction-diffusion System for Collective Motions of Camphor Boats2016

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeda, S.-I. Ei, A. Tomoeda, M. Nagayama
    • 学会等名
      11th AIMS International Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • 発表場所
      Orlando, Orlando, FL, USA
    • 年月日
      2016-07-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reduction approach to a reaction-diffusion system for collective motions of camphor boats2016

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeda, S.-I. Ei, A. Tomoeda, M. Nagayama
    • 学会等名
      Mathematics of Pattern Formation
    • 発表場所
      Mathematical Research and Conference Center, Bedlewo, Poland
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamical approach to an overdetermined problem2016

    • 著者名/発表者名
      M. Onodera
    • 学会等名
      Korea-Japan International Workshop of Nonlinear Partial Differential Equations --- Aspect of Regularity and Asymptotics ---
    • 発表場所
      洞爺サンパレス,北海道
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-22  

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