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反応拡散方程式および関連する自由境界問題における広がり波面の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17F17021
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 数学解析
研究機関明治大学

研究代表者

俣野 博  明治大学, 研究・知財戦略機構, 特任教授 (40126165)

研究分担者 DING WEIWEI  明治大学, 研究・知財戦略機構, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2018年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2017年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード解析学 / 非線形拡散方程式 / 定性的理論 / 進行波 / 交点数非増大則
研究実績の概要

【前半】 Ding氏と俣野は,29年度から共同で研究を進めていた,時間周期的な係数をもつ R 上の半線形拡散方程式の定性的性質に関する論文を完成させた.論文の具体的内容は,コンパクトな台をもつ初期値から出発した非負解のダイナミクスの完全な分類である.この研究により,係数が時間変数に依存しない自励系の場合と類似した結果が時間周期系に対しても成り立つことがわかったが,時間周期解の構造は定常解の構造よりはるかに複雑であるので,証明は格段に困難であった.しかし,交点数非増大則と無限次元力学系の理論を巧妙に組み合わせた議論を何層にも展開して,この困難を克服することができた.(
Journal de Mahematiques Pure et Appliques に投稿済み.)

【後半】Ding氏と俣野は,上と同じ時間周期的な係数をもつ R 上の半線形拡散方程式を考察し,別の角度から,解の漸近挙動を論じた.詳しく述べると,上記の研究では解の漸近挙動を通常のω極限集合の概念を用いて論じたのに対し,この研究では,ω極限集合の概念を広げた「拡張ω極限集合」なるものを用いて論じている点が異なる.両者の違いは,ω極限集合が,空間領域の固定した位置から解の長時間経過後の挙動を観察するのに対し,Ω極限集合では,空間内を自由に移動する観測者から見える挙動の全体を考える点にある.多重安定な非線形項をもつ方程式の場合,速度が異なる複数の波面が一つの解の中に併存することがあるが,Ω極限集合を用いると,それらすべてを把握することが可能となる.
この研究により,空間周期的な非線形項をもつ方程式に対して,係数が時間に依存しない方程式に対して知られている「進行テラス解」の理論と同様の結果が成り立つことを示すことができた.なお,この研究においても,交点数非増大則が中心的な役割を演じた.(論文は完成しており,投稿準備中.)

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] 中国科学技術大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Aix-Marseille(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of New England(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 中国科学技術大学(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of New England(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Aix-Marseille(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Spreading in space-time periodic media governed by a monostable equation with free boundaries, Part 2: Spreading speed2019

    • 著者名/発表者名
      Weiwei Ding, Yihong Du and Xing Liang
    • 雑誌名

      Annales I.H.P, Analyse Non Lineaire

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1539-1573

    • DOI

      10.1016/j.anihpc.2019.01.005

    • 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] The diffusive logistic model with a free boundary in a heterogeneous time-periodic environment2017

    • 著者名/発表者名
      Ding Weiwei、Peng Rui、Wei Lei
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 263 号: 5 ページ: 2736-2779

    • DOI

      10.1016/j.jde.2017.04.013

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bistable pulsating fronts for reaction-diffusion equations in a periodic habitat2017

    • 著者名/発表者名
      Ding Weiwei、Hamel Francois、Zhao Xiao-Qiang
    • 雑誌名

      Indiana University Mathematics Journal

      巻: 66 号: 4 ページ: 1189-1265

    • DOI

      10.1512/iumj.2017.66.6070

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spreading in space?time periodic media governed by a monostable equation with free boundaries, Part 1: Continuous initial functions2017

    • 著者名/発表者名
      Ding Weiwei、Du Yihong、Liang Xing
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 262 号: 10 ページ: 4988-5021

    • DOI

      10.1016/j.jde.2017.01.016

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bistaable traveling wave for reaction-diffusion equations in a periodic habitat2019

    • 著者名/発表者名
      Weiwei Ding
    • 学会等名
      Hokkaido University PDE Seminar
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of time-periodic reaction-diffusion equations with compact initial support2018

    • 著者名/発表者名
      Weiwei Ding
    • 学会等名
      RIMS Workshop on "Reaction-Diffsion Equation, Propagation Phenomena, Singularity Analysis and Their 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] Spatially periodic bistable traveling wave2018

    • 著者名/発表者名
      Weiwei Ding
    • 学会等名
      Applied Mathematics Seminar at National Tsing Hua Univ. Taiwan
    • 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 time-periodic reaction-diffusion equations with compact initial support2018

    • 著者名/発表者名
      Weiwei Ding
    • 学会等名
      Seminar in Institut de Mathematiques de Marseille
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of time-periodic reaction-diffusion equations with compact initial support2018

    • 著者名/発表者名
      Weiwei Ding
    • 学会等名
      Workshop on Reaction-Diffusion systems and Related Topics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spreading in space-time periodic media governed by a monostable equation with free boundaries2018

    • 著者名/発表者名
      Ding Weiwei
    • 学会等名
      Qualitative Theory on Nonlinear Partial Differential Equations
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] MIMS/CMMA Mini Workshop on "Mathematical Analysis of Spatial and Evolutionary Epidemiology"2018

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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