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非線形偏微分方程式の粘性解と微分ゲーム理論による手法

研究課題

研究課題/領域番号 16K17635
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 数学解析
研究機関福岡大学

研究代表者

柳 青  福岡大学, 理学部, 助教 (70753771)

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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード粘性解 / 完全非線形偏微分方程式 / 微分ゲーム / 時間分数階微分 / ハイゼンベルグ群 / サブリーマン多様体 / ゲーム理論 / 動的境界条件 / 曲率流方程式 / 凸性の保存 / Heisenberg group / 平均曲率流 / 非線形偏微分方程式
研究成果の概要

本研究では,粘性解理論に基づき,微分ゲームによる手法を用いて非線形偏微分方程式の可解性問題や解の挙動等を解明することができた.特に,放物型方程式の動的境界値問題のゲーム論的解釈を確立し,時間分数階微分を持つ発展方程式の近似解の構成にも成功した.また,画像処理の数理モデルに着目し,冪乗型曲率流方程式の漸近挙動を明らかにできた.更に,ユークリッド空間のみならず,ハイゼンベルグ群においても粘性解理論を用い,完全非線形放物型方程式系の解の一意存在性を証明できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,微分ゲームによる方法を積極に取り入れることにより,非線形偏微分方程式の粘性解理論を発展させることができた.ユークリッド空間のみならず,より一般的な距離空間上でも偏微分方程式の解の一意存在性,正則性と凸性等の問題を解決できた.更に,画像処理や土壌汚染問題などを記述する数理モデルに対し,粘性解理論を用い,解の構成法と漸近挙動を考察し,それらの実際の問題に応用できる基礎的な数学理論を構築し,社会貢献に繋がる研究成果が得られた.

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

    (28件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 10件、 招待講演 21件)

  • [国際共同研究] ウースター工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ピッツバーグ大学/ウースター工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Convexity preserving properties for Hamilton-Jacobi equations in geodesic spaces2019

    • 著者名/発表者名
      Q. Liu, A. Nakayasu
    • 雑誌名

      Discrete Contin. Dyn. Syst.

      巻: 39 号: 1 ページ: 157-183

    • DOI

      10.3934/dcds.2019007

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An obstacle problem arising in large exponent limit of power mean curvature flow equation2019

    • 著者名/発表者名
      Q. Liu, N. Yamada
    • 雑誌名

      Trans. Amer. Math. Soc.

      巻: - 号: 3 ページ: 2103-2141

    • DOI

      10.1090/tran/7717

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weakly coupled systems of fully nonlinear parabolic equations in the Heisenberg group2018

    • 著者名/発表者名
      Q. Liu, X. Zhou
    • 雑誌名

      Nonlinear Anal.

      巻: 174 ページ: 54-78

    • DOI

      10.1016/j.na.2018.04.008

    • 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] Lipschitz continuity and convexity preserving for solutions of semilinear evolution equations in the Heisenberg group2016

    • 著者名/発表者名
      Qing Liu, Juan Manfredi, Xiaodan Zhou
    • 雑誌名

      Calculus of Variations and Partial Differential Equations

      巻: 55 号: 4

    • DOI

      10.1007/s00526-016-1024-5

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A nonlinear parabolic equation with discontinuity in the highest order and applications2016

    • 著者名/発表者名
      Robin Ming Chen, Qing Liu
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 260 号: 2 ページ: 1200-1227

    • DOI

      10.1016/j.jde.2015.09.022

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] On small and large exponent limits of power mean curvature flow equation2018

    • 著者名/発表者名
      Q. Liu
    • 学会等名
      PDE seminar, Tongji University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A discrete game interpretation for curvature flow equations with dynamic boundary conditions2018

    • 著者名/発表者名
      柳青
    • 学会等名
      東京大学PDE実解析セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Large exponent behavior of power-type evolution equations and applications2018

    • 著者名/発表者名
      Q. Liu
    • 学会等名
      京都大学RIMS 共同研究(公開型) 偏微分方程式の解の形状解析
    • 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] Large exponent behavior of power-type evolution equations and applications2018

    • 著者名/発表者名
      Q. Liu
    • 学会等名
      The 12th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications, National Taiwan University
    • 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] Large exponent behavior of power-type evolution equations and applications2018

    • 著者名/発表者名
      Q. Liu
    • 学会等名
      The 11th Mathematical Society of Japan Seasonal Institute, The Role of Metrics in the Theory of Partial Differential Equations,北海道大学
    • 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] Large exponent behavior of power-type evolution equations and applications2018

    • 著者名/発表者名
      柳青
    • 学会等名
      第14回非線型の諸問題, 長崎商工会議所2階ホール
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Large exponent behavior of power-type evolution equations and applications2018

    • 著者名/発表者名
      Q. Liu
    • 学会等名
      Joint Firenze-Tohoku Research Workshop on Nonlinear PDEs, DIMAI, Universita di Firenze
    • 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] Large exponent behavior of power-type evolution equations and applications2018

    • 著者名/発表者名
      Q. Liu
    • 学会等名
      2018 China-Japan Workshop on Nonlinear Diffusion Problems, Shanghai Normal University
    • 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] Large exponent behavior for power curvature flow and applications2018

    • 著者名/発表者名
      柳青
    • 学会等名
      2018年度日本数学会函数方程式分科会研究集会「微分方程式の総合的研究」, 京都大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On small and large exponent limits of power mean curvature ow equation,2017

    • 著者名/発表者名
      Qing Liu
    • 学会等名
      Analysis and PDE seminar, Worcester Polytechnic Institute
    • 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] Discrete game theory and nonlinear partial differential equations2017

    • 著者名/発表者名
      Qing Liu
    • 学会等名
      PDE seminar, Fudan University
    • 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] Discrete game theory and applications in nonlinear partial differential equations2017

    • 著者名/発表者名
      Qing Liu
    • 学会等名
      PDE seminar, Tongji University
    • 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] Convexity preserving properties for Hamilton-Jacobi equations in geodesic metric spaces2017

    • 著者名/発表者名
      柳 青
    • 学会等名
      福岡大学確率論セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On small and large exponent limits of power mean curvature ow equation2017

    • 著者名/発表者名
      Qing Liu
    • 学会等名
      Optimal Control and PDE, Thematic Program: Nonlinear Partial Differential Equations for Future Applications, Tohoku University
    • 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] Large exponent behavior of power-type nonlinear evolution equations and applications2017

    • 著者名/発表者名
      柳 青
    • 学会等名
      東北大学応用数学セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On large exponent behavior of power curvature ow arising in image processing2017

    • 著者名/発表者名
      柳 青
    • 学会等名
      宮崎大学研究集会「偏微分方程式と現象」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Vanishing exponent behavior of power mean curvature ow and applications2017

    • 著者名/発表者名
      柳 青
    • 学会等名
      京都大学NLPDEセミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On small and large exponent limits of power mean curvature flow equation2017

    • 著者名/発表者名
      Qing Liu
    • 学会等名
      Conference on Nonlinear Waves
    • 発表場所
      University of Pittsburgh
    • 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] Convexity preserving properties for Hamilton-Jacobi equations in geodesic metric spaces2016

    • 著者名/発表者名
      柳 青
    • 学会等名
      広島数理解析セミナー
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Convexity preserving properties for Hamilton-Jacobi equations in geodesic metric spaces2016

    • 著者名/発表者名
      柳 青
    • 学会等名
      九州関数方程式セミナー
    • 発表場所
      福岡大学セミナーハウス
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Convexity preserving properties for nonlinear evolution equations2016

    • 著者名/発表者名
      柳 青
    • 学会等名
      諸分野のための数学研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-21  

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