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非線形波動方程式の大域ダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 17H02854
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 数学解析
研究機関京都大学 (2018-2022)
大阪大学 (2017)

研究代表者

中西 賢次  京都大学, 数理解析研究所, 教授 (40322200)

研究分担者 水谷 治哉  大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (10614985)
眞崎 聡  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (20580492)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード非線形波動 / 散乱理論 / ソリトン / 爆発解 / 解の爆発 / 波動乱流
研究成果の概要

非線形波動を記述する様々な方程式の解について、波の分散性と非線形相互作用が強く競合することで生じる多様な時間大域挙動を特徴付けたり、初期値からの予測に当たる解の分類に成功した。また、そのような解析を行うための手法を開発した。具体的には、分散性波動に与える非線形性の影響が時間大域的に無視できない状況の発生について、方程式や解自体がソリトンなどを含む一般的な場合に拡張した。また、相互作用の一方の波動をポテンシャルと見なした線形方程式に対する一様時空評価を導出し、非線形解の分類に適用する手法を開発した。消散性波動に対しては、二重ソリトン近傍の解について大域挙動の完全分類を与えた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

非線形波動を記述する偏微分方程式は様々な物理現象に対して用いられているが、その純粋数学的な解析が大きく成功しているケースは物理的設定からかけ離れている事が多く、それらの方程式の特徴である多様な変化が生じるためには、非線形相互作用が分散性に対して弱過ぎる傾向にある。本課題の研究成果は、より物理的に自然な状況で、更に複雑な解を数学的に捉えるため、この分野の更なる発展に寄与すると期待される。特に非線形相互作用が分散性よりも台頭してくる状況で、より一般的な状況を扱うための理論設定や、複雑な漸近挙動の定式化、及び解析手法の枠組を与えたことは重要な進歩と考えられる。

報告書

(6件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (13件) 雑誌論文 (21件) (うち国際共著 11件、 査読あり 21件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Missouri University of Science and Tech.(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Victoria/University of British Colombia(カナダ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] National Cheng Kung University(台湾)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Courant Institute(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Victoria(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Universita degli Studi di Milano(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Victoria(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Monash University(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] Bielefeld University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] National Cheng Kung University(台湾)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Monash University(Australia)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] National Cheng Kung University(Taiwan)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Bielefeld University(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Scattering and asymptotic order for the wave equations with the scale-invariant damping and mass2021

    • 著者名/発表者名
      Inui Takahisa、Mizutani Haruya
    • 雑誌名

      Nonlinear Differential Equations and Applications NoDEA

      巻: 28 号: 1 ページ: 8-8

    • DOI

      10.1007/s00030-020-00671-7

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A sharp scattering threshold level for mass-subcritical nonlinear Schrodinger system2021

    • 著者名/発表者名
      Hamano Masaru、Masaki Satoshi
    • 雑誌名

      Discrete & Continuous Dynamical Systems - A

      巻: 41 号: 3 ページ: 1415-1447

    • DOI

      10.3934/dcds.2020323

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Global wellposedness for the energy-critical Zakharov system below the ground state2021

    • 著者名/発表者名
      Candy Timothy、Herr Sebastian、Nakanishi Kenji
    • 雑誌名

      Advances in Mathematics

      巻: 384 ページ: 107746-107746

    • DOI

      10.1016/j.aim.2021.107746

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Zakharov system in 4D radial energy space below the ground state2021

    • 著者名/発表者名
      Guo Zihua、Nakanishi Kenji
    • 雑誌名

      American Journal of Mathematics

      巻: 143 号: 5 ページ: 1527-1600

    • DOI

      10.1353/ajm.2021.0039

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Failure of scattering to solitary waves for long-range nonlinear Schrodinger equations2021

    • 著者名/発表者名
      Murphy Jason、Nakanishi Kenji
    • 雑誌名

      Discrete & Continuous Dynamical Systems - A

      巻: 41 号: 3 ページ: 1507-1517

    • DOI

      10.3934/dcds.2020328

    • 関連する報告書
      2020 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] Strichartz estimates for Schrodinger equations with slowly decaying potentials2020

    • 著者名/発表者名
      Mizutani Haruya
    • 雑誌名

      Journal of Functional Analysis

      巻: 279 号: 12 ページ: 108789-108789

    • DOI

      10.1016/j.jfa.2020.108789

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Long range scattering for the complex-valued Klein-Gordon equation with quadratic nonlinearity in two dimensions2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Satoshi、Segata Jun-ichi、Uriya Kota
    • 雑誌名

      Journal de Mathe'matiques Pures et Applique'es

      巻: 139 ページ: 177-203

    • DOI

      10.1016/j.matpur.2020.03.009

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stability of small solitary waves for the one-dimensional NLS with an attractive delta potential2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Masaki, Jason Murphy and Jun-ichi Segata
    • 雑誌名

      Analysis & PDE

      巻: 13 号: 4 ページ: 1099-1128

    • DOI

      10.2140/apde.2020.13.1099

    • 関連する報告書
      2020 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] Non-uniqueness for an energy-critical heat equation on R22020

    • 著者名/発表者名
      Ibrahim Slim、Kikuchi Hiroaki、Nakanishi Kenji、Wei Juncheng
    • 雑誌名

      Mathematische Annalen

      巻: 380 号: 1-2 ページ: 317-348

    • DOI

      10.1007/s00208-020-01961-2

    • 関連する報告書
      2020 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] A survey on long range scattering for Schrodinger equation and Klein-Gordon equation with critical nonlinearity of non-polynomial type2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Masaki
    • 雑誌名

      RIMS Kokyuroku Bessatsu

      巻: B82 ページ: 103-135

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal decay rate of solutions for nonlinear Klein-Gordon systems of critical type, Differential and Integral Equations2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Masaki and Koki Sugiyama
    • 雑誌名

      Differential Integral Equations

      巻: 33 ページ: 247-256

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Failure of scattering to standing waves for a Schr?dinger equation with long-range nonlinearity on star graph2020

    • 著者名/発表者名
      Aoki Kazuki、Inui Takahisa、Mizutani Haruya
    • 雑誌名

      Journal of Evolution Equations

      巻: 21 号: 1 ページ: 297-312

    • DOI

      10.1007/s00028-020-00579-w

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sharp threshold nonlinearity for maximizing the Trudinger-Moser inequalities2020

    • 著者名/発表者名
      Ibrahim S.、Masmoudi N.、Nakanishi K.、Sani F.
    • 雑誌名

      Journal of Functional Analysis

      巻: 278 号: 1 ページ: 108302-108302

    • DOI

      10.1016/j.jfa.2019.108302

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Randomized final-data problem for systems of nonlinear Schrodinger equations and the Gross-Pitaevskii equation2019

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi Kenji、Yamamoto Takuto
    • 雑誌名

      Mathematical Research Letters

      巻: 26 号: 1 ページ: 253-279

    • DOI

      10.4310/mrl.2019.v26.n1.a12

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global well-posedness and scattering for the quantum Zakharov system in $L^2$2019

    • 著者名/発表者名
      Fang Yung-Fu、Nakanishi Kenji
    • 雑誌名

      Proceedings of the American Mathematical Society, Series B

      巻: 6 号: 3 ページ: 21-32

    • DOI

      10.1090/bproc/42

    • 関連する報告書
      2019 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] The radial mass-subcritical NLS in negative order Sobolev spaces2019

    • 著者名/発表者名
      Killip Rowan、Masaki Satoshi、Murphy Jason、Visan Monica
    • 雑誌名

      Discrete & Continuous Dynamical Systems - A

      巻: 39 号: 1 ページ: 553-583

    • DOI

      10.3934/dcds.2019023

    • 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] Nonexistence of scattering and modified scattering states for some nonlinear Schrodinger equation with critical homogeneous nonlinearity2019

    • 著者名/発表者名
      S. Masaki, and S. Miyazaki
    • 雑誌名

      Differential Integral Equations

      巻: 32 ページ: 121-138

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the boundary Strichartz estimates for wave and Schrodinger equations2018

    • 著者名/発表者名
      Zihua Guo, Ji Li, Kenji Nakanishi and Lixin Yan
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 265 号: 11 ページ: 5656-5675

    • DOI

      10.1016/j.jde.2018.07.010

    • 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] Modified Scattering for the One-Dimensional Cubic NLS with a Repulsive Delta Potential2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Satoshi、Murphy Jason、Segata Jun-Ichi
    • 雑誌名

      International Mathematics Research Notices

      巻: - 号: 24 ページ: 1-27

    • DOI

      10.1093/imrn/rny011

    • 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] Global-in-time smoothing effects for Schrodinger equations with inverse-square potentials2018

    • 著者名/発表者名
      Haruya Mizutani
    • 雑誌名

      Proceedings of the American Mathematical Society

      巻: 146 号: 1 ページ: 295-307

    • DOI

      10.1090/proc/13729

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scattering for the 3D Gross-Pitaevskii Equation2018

    • 著者名/発表者名
      Zihua Guo, Zaher Hani, Kenji Nakanishi
    • 雑誌名

      Communications in Mathematical Physics

      巻: 359 号: 1 ページ: 265-296

    • DOI

      10.1007/s00220-017-3050-3

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Global wellposedness for the Zakharov system in 4D below t he ground state2021

    • 著者名/発表者名
      Kenji Nakanishi
    • 学会等名
      International Workshop on Recent Advances in Nonlinear Partial Differential Equations
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Global dynamics around two‐solitons for the damped nonlin ear Klein‐Gordon equation2021

    • 著者名/発表者名
      Kenji Nakanishi
    • 学会等名
      Long Time Behavior and Singularity Formation in PDEs; Part III
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-01-30  

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