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非線形偏微分方程式における界面運動と爆発現象の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17340044
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 大域解析学
研究機関東京大学

研究代表者

俣野 博  東京大学, 大学院・数理科学研究科, 教授 (40126165)

研究分担者 舟木 直久  東京大学, 大学院・数理科学研究科, 教授 (60112174)
ヴァイス ゲオグ (WEISS G・S)  東京大学, 大学院・数理科学研究科, 准教授 (30282817)
谷口 雅治  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 准教授 (30260623)
水町 徹  九州大学, 大学院・数理学研究院, 准教授 (60315827)
中村 健一  電気通信大学, 電気通信学部, 助教 (40293120)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
15,620千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 1,320千円)
2007年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2006年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
2005年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
キーワード非線形解析 / 偏微分方程式 / 解の爆発 / 界面運動 / 漸近的手法 / 特異極限 / 拡散方程式 / 熱方程式 / 進行波
研究概要

本申請研究では,確率論や無限次元力学系の理論を取り込んだ漸近解析の手法を開発し,これと数値シミュレーションを併用しながら,界面運動と爆発現象に関連した非線形問題の理論的解明を目指した.具体的には,以下のテーマについて成果が得られた.
(1)Allen-Cahn型の非線形拡散方程式の特異極限に関する精密な評価,およびFitzHugh-Nagumo方程式系に対する同様の結果を与えた.
(2)非線形拡散方程式の爆発解の大域的ダイナミクスを明らかにした.力学系における従来の大域アトラクターの理論を,爆発解を含む形に拡張することで詳細な情報を得ることができた.
(3)非線形熱方程式におけるタイプ2爆発解の爆発オーダーを「組みひも群の理論」を用いて決定した.
(4)係数が格子周期性をもつ2次元平面上のAllen-Cahn型方程式の定常解の構造を変分法の視点から解明した.
(5)境界がノコギリの歯状をした2次元帯状領域上で界面の曲率運動方程式を考え,そこに現れる周期進行波について,境界のギザギザを細かくしていった極限(均質化極限)で何が起こるかを解明した.
(6)確率論的立場から,流体力学極限で得られる偏微分方程式の性質を調べた.
(7)種々の自由境界問題に現れる界面の正則性を調べた.
(8)曲率運動方程式に現れるV字型進行波の安定性を証明した.

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (29件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (15件)

  • [雑誌論文] The singular limit of the Allen-Cahn equation and the FitzHugh-Nagumo system2008

    • 著者名/発表者名
      M.Alfaro, 他
    • 雑誌名

      J.Differential Equations 245

      ページ: 505-565

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The singular limit of the Allen-Cahn equation and the FitzHugh-Nagumo system2008

    • 著者名/発表者名
      M.Alfaro, D.Hilhorst, H.Matano
    • 雑誌名

      J.Differential Equations 245

      ページ: 505-565

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The singular limit of The Allen-Cahn equation and the FitzHugh-Nagumo system2008

    • 著者名/発表者名
      M.Alfaro, D.Hilhorst and H.Matano
    • 雑誌名

      J.Differential Equations(掲載確定)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global dynamics of blow-up profiles in one-dimensional reaction diffusion equations2007

    • 著者名/発表者名
      B.Fiedler, 他
    • 雑誌名

      J.Dynamics and Differential Equations 19

      ページ: 867-893

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blow-up in nonlinear Heat equations with supercritical power nonlinearity2007

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 雑誌名

      Contemporary Mathematics, Amer. Math. Soc. 446

      ページ: 385-412

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Singular limit of a spatially inhomogeneous Lotka-Volterra competition diffusion system2007

    • 著者名/発表者名
      H.Hilhorst, 他
    • 雑誌名

      Comm. Partial Diff. Equations 32

      ページ: 879-933

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global dynamics of blow-up profiles in one-dimensional reaction diffusion equations2007

    • 著者名/発表者名
      B.Fiedler, H.Matano
    • 雑誌名

      J.Dynamics and Differential Equations 19

      ページ: 867-893

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Blow-up in nonlinear heat equations with supercritical power nonlinearity2007

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 雑誌名

      Contemporary Mathematics(Amer.Math.Soc.) 446

      ページ: 385-412

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Singular limit of a spatially inhomogeneous Lotka-Volterra competition diffusion system2007

    • 著者名/発表者名
      D.Hilhorst, G.Karali, H.Matano, K.Nakashima
    • 雑誌名

      Comm.Partial Diff.Equations 32

      ページ: 879-933

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Global dynamics of blow-up profiels in one-dimensional reaction diffusion equations2007

    • 著者名/発表者名
      B.Fiedler and H.Matano
    • 雑誌名

      J, Dynamics Differential Equations 19

      ページ: 867-893

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Singular limit of a spatially inhomogeneous Lotka-volterra competition diffusion system2007

    • 著者名/発表者名
      D.Hilhorst, G.Karali, H.Matano and K.Nakashima
    • 雑誌名

      Comm.Partial Diff.Equqations 32

      ページ: 879-933

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Instability of vortex solitions for 2D focusing NLS2007

    • 著者名/発表者名
      Mizumachi, T.
    • 雑誌名

      Adv. Differential Equations 12

      ページ: 261-264

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] On the necessity of gaps2006

    • 著者名/発表者名
      H.Matano, 他
    • 雑誌名

      J.Euro. Math. Soc. 8

      ページ: 355-373

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Periodic taveling waves in an undulating band domain and their homogenization limit2006

    • 著者名/発表者名
      H.Matano, 他
    • 雑誌名

      Networks and Heterogeneous Media 1

      ページ: 537-568

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the necessity of gaps2006

    • 著者名/発表者名
      H.Matano, P.Rabinowitz
    • 雑誌名

      J.Euro.Math.Soc. 8

      ページ: 355-373

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Periodic traveling waves in a two-dimensional cylinder with saw-toothed boundary and their homogenization limit2006

    • 著者名/発表者名
      B.Lou, H.Matano, K.-I.Nakamura
    • 雑誌名

      Networks and Heterogeneous Media 1

      ページ: 537-568

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] On the necessity of gaps2006

    • 著者名/発表者名
      Matano, H (Rabinowitz, P.)
    • 雑誌名

      J. Euro. Math. Soc. {bf 8} 8

      ページ: 355-373

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Periodic taveling waves in an undulating band domain and their homogenization limit2006

    • 著者名/発表者名
      Matano, H., Nakamura, K.-I.(Lou, B)
    • 雑誌名

      Networks and Heterogeneous Media 1

      ページ: 537-568

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The Two-Phase Membrane Problem-an Intersection-Comparison Approach to the Regularity at Branch Points2006

    • 著者名/発表者名
      Weiss, G.S.(Shahgolian, H.)
    • 雑誌名

      Adv. Math. 205

      ページ: 487-503

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Convergence to V-shaped fronts in curvature flows for spatially non-decaying initial perturbations2006

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi, M. (Nara, M.)
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems 16

      ページ: 137-156

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Bifurcations of steady states for the Eguchi-Oki-Matsumura model of phase separation.2006

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, K.-I.(Ishimura, N, Nakamura, M.)
    • 雑誌名

      Applicable Analysis 85

      ページ: 831-843

    • NAID

      120006933453

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Global stability of traveling curved fronts in the Allen-Cahn equations2006

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi, M.(Ninomiya, H.)
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems 15

      ページ: 819-832

    • NAID

      120006581802

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A remark on linearly unstable standing wave solutions to NLS2006

    • 著者名/発表者名
      Mizumachi, T.
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis : Theory, Methods and Applications 64

      ページ: 657-676

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] On the steadily rotating spirals2006

    • 著者名/発表者名
      Nakamura K.-I.(Guo, J.-S., Ogiwara, T., Tsai, J.-C.)
    • 雑誌名

      Japan J.Industrial and Appl.Math. 23(印刷中)

    • NAID

      10018138632

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Immediate regularization after blow-up2005

    • 著者名/発表者名
      H.Fila, 他
    • 雑誌名

      SIAM J.Math.Anal. 37

      ページ: 752-776

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immediate regularization after blow-up2005

    • 著者名/発表者名
      M.Fila, H.Matano, P.Polacik
    • 雑誌名

      SIAM J.Math.Anal. 37

      ページ: 752-776

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Immediate regularization after blow-up2005

    • 著者名/発表者名
      Matano, H.(Fila, M., Polacik, P.)
    • 雑誌名

      SIAM J.Math.Anal. 37

      ページ: 752-776

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrodynamic limit and nonlinear PDEs with singularities

    • 著者名/発表者名
      Funaki, T.
    • 雑誌名

      "Asymptotic Analysis and Singularity", Advanced Studies in Pure Mathematics (掲載予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Cross-shaped and degenerate singularities in an unstable elliptic free boundary problem

    • 著者名/発表者名
      Weiss, G.S.(Andersson, J.)
    • 雑誌名

      J.Differential Equations (掲載予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Front propagation in the presence of obstacles2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Matano
    • 学会等名
      A confenrence in honor of Avner Friedman's 75th birthday:Differential Equations and Math Biology
    • 発表場所
      オハイオ州立大学
    • 年月日
      2007-11-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Front propagation in the presence of obstacles2007

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 学会等名
      A confenrence in honor of Avner Friedman's 75th birthday : Differential Equations and Math Biology
    • 発表場所
      コロンブス(米国)
    • 年月日
      2007-11-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Front propagation in the presence of obstacles2007

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 学会等名
      Confenrence in honor of Avner Friedman's 75th birthday : Differential Equations and Math Biology
    • 発表場所
      Columbus, USA
    • 年月日
      2007-11-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Propagation of fronts in spatially heterogeneous media2007

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 学会等名
      ReaDilab Conference on Mathematical Modeling and Analysis in Biological and Chemical Systems
    • 発表場所
      オルセー(フランス)
    • 年月日
      2007-09-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Propagation of fronts in spatially heterogeneous media2007

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 学会等名
      ReaDilab Conference on Mathematical Modeling and Analysis in Biological and Chemical Systems
    • 発表場所
      Orsay, France
    • 年月日
      2007-09-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Traveling waves for an integro-difference equation2006

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 学会等名
      International Conference on Difference Equations and Applications
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2006-07-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Traveling waves for an integro-difference equation2006

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 学会等名
      International Conference on Difference Equations and Applications
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2006-07-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Traveling waves in a saw-toothed domain and their homogenization limit2006

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 学会等名
      Launching Meeting of Networks and Heterogeneous Media
    • 発表場所
      マイオリ(イタリア)
    • 年月日
      2006-06-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Traveling waves in a saw-toothed domain and their homogenization limit2006

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 学会等名
      Launching Meeting of Networks and Heterogeneous Media
    • 発表場所
      Maiori, Italy
    • 年月日
      2006-06-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A variational approach for quasi-periodic fronts in Allen-Cahn model equations2005

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 学会等名
      Frontiers of Applied Analysis
    • 発表場所
      ピッツバーグ(米国)
    • 年月日
      2005-09-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A variational approach for quasi-periodic fronts in Allen-Cahn model equations2005

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 学会等名
      Frontiers of Applied Analysis
    • 発表場所
      Pittsburgh, USA
    • 年月日
      2005-09-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Complete and incomplete blow-up in a nonlinear heat equation2005

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 学会等名
      EQUADIFF 11
    • 発表場所
      Bratislava, Slovakia
    • 年月日
      2005-07-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Quasi-periodic fronts for an Allen-Cahn equation in spatially periodic media2005

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 学会等名
      CIRM Conference on Infinite Dimensional Dynamical Systems
    • 発表場所
      リュミニ(フランス)
    • 年月日
      2005-07-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Quasi-periodic fronts for an Allen-Cahn equation in spatially periodic media2005

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 学会等名
      CIRM Conference on Infinite Dimensional Dynamical Systems
    • 発表場所
      Luminy, Fance
    • 年月日
      2005-07-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Complete and incomplete blow-up in a nonlinear heat equation2005

    • 著者名/発表者名
      H.Matano
    • 学会等名
      EQUADIFF 11
    • 発表場所
      ブラティスラヴァ(スロヴァキア)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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