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圧縮性流体に対する数学的手法の構築と他の方程式への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K05315
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数学解析
研究機関岐阜大学

研究代表者

柘植 直樹  岐阜大学, 教育学部, 准教授 (30449897)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード圧縮性オイラー方程式 / 不変領域 / グローバル・アトラクター / 古典解 / 減衰評価 / 保存則 / 解の減衰評価 / グローバルアトラクター / ノズル流 / チョーキング / 時間大域解 / 時間周期解 / ピストン問題 / エネルギー不等式 / 反応拡散方程式 / 時間大域解の存在 / 漸近挙動 / 周期解 / 外力 / 差分法 / 偏微分方程式
研究成果の概要

本研究では、圧縮性オイラー方程式の解の性質を数学的に調べている。一つ目の成果は、1次元のオイラー方程式に対して、グローバル・アトラクターの存在を示した。これは、解が有界ならば、ある有界領域に吸引されることを意味する。これは解の減衰を示す上で重要な性質である。二つ目の成果は、ノズルの内部流を表す方程式に対して、古典解の時間大域的存在を示した。この方程式は、一般に不連続解をもつことが知られている。一方、この場合の古典解は、1階連続微分可能な解を表す。不連続な解を含む時間大域解の存在は知られていたが、古典解の時間大域的存在は知られていなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

圧縮性オイラー方程式に対して、大きな変動をもつ解の漸近挙動は未だに知られていない大きな未解決問題である。それを示す上で、本研究の成果であるグローバル・アトラクターの存在は非常に大きな一歩である。今までは、大きな変動をもつ解に対して、解の減衰評価は、まったく知られていなかった。本研究の結果は、それを与えるものである。
1次元の圧縮性オイラー方程式に対しては、古典解(微分可能な解)の存在は古くから知られていた。一方、ノズル流に関しては、殆ど知られていない。本研究の結果は、それを与えるという意味で有意義である。

報告書

(8件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Hangzhou Normal University(中国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Soochow University/National Central University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Hangzhou Normal University(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Existence of a Time Periodic Solution for the Compressible Euler Equation with a Time Periodic Outer Force in a Bounded Interval2023

    • 著者名/発表者名
      Tsuge, Naoki
    • 雑誌名

      Archive for Rational Mechanics and Analysis

      巻: 247 号: 3

    • DOI

      10.1007/s00205-023-01874-9

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Uniformly time-independent L∞ estimate for a one-dimensional hydrodynamic model of semiconductors2022

    • 著者名/発表者名
      N. Tsuge, Yun-guang Lu
    • 雑誌名

      Front. Math. China

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Global existence of a solution for isentropic gas flow in the Laval nozzle with a friction2022

    • 著者名/発表者名
      N. Tsuge
    • 雑誌名

      SIAM J. Math. Anal.

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A well-posedness for the reaction diffusion equations of Belousov-Zhabotinsky reaction2021

    • 著者名/発表者名
      S Kondo, NOVRIANTI, O Sawada, N Tsuge
    • 雑誌名

      Osaka Journal of Mathematics

      巻: 58 ページ: 59-70

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Existence of a time periodic solution for the compressible Euler equation with a time periodic outer force2020

    • 著者名/発表者名
      Naoki Tsuge
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis: Real World Applications

      巻: Volume 53 ページ: 103080-103080

    • DOI

      10.1016/j.nonrwa.2019.103080

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A WELL-POSEDNESS FOR THE REACTION DIFFUSION EQUATIONS OF BELOUSOV-ZHABOTINSKY REACTIO2020

    • 著者名/発表者名
      S. KONDO, NOVRIANTI, O. SAWADA, N. TSUGE
    • 雑誌名

      Osaka Journal of Mathematics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global existence and stability to the polytropic gas dynamics with an outer force2019

    • 著者名/発表者名
      Yan-bo Hu a, Yun-guang Lu, Naoki Tsuge
    • 雑誌名

      Applied Mathematics Letters

      巻: 95 ページ: 36-40

    • DOI

      10.1016/j.aml.2019.03.022

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] GLOBAL ENTROPY SOLUTIONS TO THE COMPRESSIBLE EULER EQUATIONS IN THE ISENTROPIC NOZZLE FLOW2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Tsuge
    • 雑誌名

      HYP2018 proceedings 印刷中

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 圧縮性オイラー方程式の解の減衰評価について2023

    • 著者名/発表者名
      柘植直樹
    • 学会等名
      北見工業大学における微分方程式セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] DECAY OF SOLUTIONS OF ISENTROPIC GAS DYNAMICS FOR LARGE DATA2023

    • 著者名/発表者名
      Naoki Tsuge
    • 学会等名
      East Asian Workshop on PDEs from Kinetics and Continuum Mechanics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GLOBAL ENTROPY SOLUTIONS TO THE COMPRESSIBLE EULER EQUATIONS IN THE ISENTROPIC NOZZLE FLOW2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Tsuge
    • 学会等名
      HYP2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ノズル内の気体の運動:時間大域解の存在と不変領域2018

    • 著者名/発表者名
      柘植直樹
    • 学会等名
      非線形現象の数値シミュレーションと解析2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ノズル内の気体の等エントロピー流れ2018

    • 著者名/発表者名
      柘植直樹
    • 学会等名
      第1回松江数理生物学・現象数理学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Global entropy solutions to the compressible Euler equations in the isentropic nozzle ow for large data2018

    • 著者名/発表者名
      柘植直樹
    • 学会等名
      流体と気体の数学解析
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2025-01-30  

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