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非線形放物型偏微分方程式の解の特異性と定常問題

研究課題

研究課題/領域番号 17K05333
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
研究機関広島大学 (2020)
愛媛大学 (2017-2019)

研究代表者

内藤 雄基  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (10231458)

研究分担者 猪奥 倫左  東北大学, 理学研究科, 准教授 (50624607)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード非線形解析 / 非線形楕円型方程式 / 非線形熱方程式 / 自己相似解 / 特異解 / 楕円型偏微分方程式 / 放物型偏微分方程式 / 定常問題
研究成果の概要

優Sobolev 臨界指数を持つ非線形楕円型偏微分方程式に対して特異解の存在・一意性を示し、さらに有界な解の極限として特異解が得られることを示した。
また、優 Sobolev 臨界増大非線形項をもつ非線形熱方程式の正値解について、後方自己相似解と前方自己相似解の接続を考えることにより、不完全爆発解の構成を行った。とくに、ODE的手法を用いたアプローチにより、特異定常解よりも大きい爆発形状をもちながら爆発後に延長可能な解の存在を示すことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

非線形楕円型偏微分方程式に対する境界値問題に対して、特異解から分岐構造を解析するという新たな手法の確立が期待できる。
特異定常解より大きな爆発形状をもつ不完全爆発解の構成により「爆発形状が特異定常解より大きければ完全爆発である」という直感を裏切る結果が得られた。これにより、非線形熱方程式における爆発問題において新たな進展が期待できる。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (40件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 5件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 9件、 招待講演 12件)

  • [国際共同研究] University of Zagreb(クロアチア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Hanbat National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Hanbat National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Fundamental properties and asymptotic shapes of the singular and classical radial solutions for supercritical semilinear elliptic equations2020

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Yasuhito、Naito Yuki
    • 雑誌名

      Nonlinear Differential Equations and Applications NoDEA

      巻: 27 号: 6 ページ: 1-25

    • DOI

      10.1007/s00030-020-00658-4

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Asymptotically self-similar behaviour of global solutions for semilinear heat equations with algebraically decaying initial data2020

    • 著者名/発表者名
      Naito Yuki
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society of Edinburgh: Section A Mathematics

      巻: 150 号: 2 ページ: 789-811

    • DOI

      10.1017/prm.2018.97

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Existence of peaking solutions for semilinear heat equations with blow-up profile above the singular steady state2019

    • 著者名/発表者名
      Naito Yuki、Senba Takasi
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis

      巻: 181 ページ: 265-293

    • DOI

      10.1016/j.na.2018.12.001

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-uniqueness for a critical heat equation in two dimensions with singular data2019

    • 著者名/発表者名
      Ioku Norisuke、Ruf Bernhard、Terraneo Elide
    • 雑誌名

      Annales de l'Institut Henri Poincare C, Analyse non lineaire

      巻: 36 号: 7 ページ: 2027-2051

    • DOI

      10.1016/j.anihpc.2019.07.004

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Attainability of the best Sobolev constant in a ball2019

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

      Mathematische Annalen

      巻: in press 号: 1-2 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1007/s00208-018-1776-7

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical dissipative estimate for a heat semigroup with a quadratic singular potential and critical exponent for nonlinear heat equations2019

    • 著者名/発表者名
      Norisuke Ioku and Takayoshi Ogawa
    • 雑誌名

      J. Differential Equations

      巻: 266 号: 4 ページ: 2274-2293

    • DOI

      10.1016/j.jde.2018.08.030

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rectifiable and nonrectifiable solution curves of half-linear differential systems2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Naito, Mervan Pasic, Satoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Math. Slovaca

      巻: 68 号: 3 ページ: 575-590

    • DOI

      10.1515/ms-2017-0126

    • 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] Separation structure of radial solutions for semilinear elliptic equations with exponential nonlinearity2018

    • 著者名/発表者名
      Soohyun Bae and Yuki Naito
    • 雑誌名

      Discrete Contin. Dyn. Syst.

      巻: 38 号: 9 ページ: 4537-4554

    • DOI

      10.3934/dcds.2018198

    • 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] Singular extremal soluitons for supercritical elliptic equations in a ball2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Miyamoto and Yuki Naito
    • 雑誌名

      J. Differential Equations

      巻: 265 号: 7 ページ: 2842-2885

    • DOI

      10.1016/j.jde.2018.04.055

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Existence and nonexistence of solutions for the heat equation with a superlinear source term2018

    • 著者名/発表者名
      Yohei Fujishima and Norisuke Ioku
    • 雑誌名

      J. Math. Pures Appl. (9)

      巻: 118 ページ: 128-158

    • DOI

      10.1016/j.matpur.2018.08.001

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymptotically self-similar behaviour of global solutions for semilinear heat equations with algebraically decaying initial data2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Naito
    • 雑誌名

      Proc. Roy. Soc. Edinburgh Sect. A

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A priori bounds for superlinear elliptic equations with semidefinite nonlinearity2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Naito, Takashi Suzuki, Yohei Toyota
    • 雑誌名

      Nonlinear Anal.

      巻: 151 ページ: 18-40

    • DOI

      10.1016/j.na.2016.11.016

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Canceling effects in higher-order Hardy-Sobolev inequalities2017

    • 著者名/発表者名
      N. Ioku and A. Cianchi
    • 雑誌名

      Calculus of Variations and Partial Differential Equations

      巻: 56 号: 2

    • DOI

      10.1007/s00526-017-1112-1

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hardy type inequalities in $L_p$ with sharp remainders2017

    • 著者名/発表者名
      N. Ioku, M. Ishiwata, T. Ozawa
    • 雑誌名

      Journal of Inequalities and Applications

      巻: - 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1186/s13660-016-1271-1

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Blow-up criteria for the classical Keller-Segel model of chemotaxis in higher dimensions2021

    • 著者名/発表者名
      内藤 雄基
    • 学会等名
      九州関数方程式セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Existence and uniqueness of singular solutions for supercritical semilinear elliptic equations2021

    • 著者名/発表者名
      内藤雄基
    • 学会等名
      日本数学会 函数方程式分科会一般講演
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Incomplete blow-up of solutions for semilinear heat equations with supercritical nonlinearity2019

    • 著者名/発表者名
      内藤 雄基
    • 学会等名
      信州大学偏微分方程式研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Threshold solutions for semilinear heat equations with polynomial decay initial data2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Naito
    • 学会等名
      Equadiff 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 特異定常解より大きい爆発形状を持つ不完全爆発解の存在について2019

    • 著者名/発表者名
      内藤 雄基、仙葉 隆
    • 学会等名
      日本数学会 函数方程式分科会一般講演
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Threshold solutions for semilinear heat equations with slowly decaying initial data2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Naito
    • 学会等名
      2019 International Workshop on Nonlinear PDEs and Its Application
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Blow-up criteria for the simplest Keller-Segel model of chemotaxis in higher dimensions2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Naito
    • 学会等名
      Chemotaxis and Nonlinear Parabolic Equations
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Blow-up criteria for the parabolic-elliptic Keller-Segel system in higher dimensions2019

    • 著者名/発表者名
      内藤 雄基
    • 学会等名
      数学と現象:Mathematics and Phenomena in Miyazaki 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Existence and uniqueness of singular solutions for supercritical semilinear elliptic equations2019

    • 著者名/発表者名
      内藤 雄基
    • 学会等名
      RIMS 共同研究(グループ型) 「常微分方程式の手法による非線形問題の探究」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Asymptotic behavior of global solutions for semilinear heat equations with slowly decaying initial data2018

    • 著者名/発表者名
      内藤 雄基
    • 学会等名
      RIMS共同研究(公開型) 「保存則をもつ偏微分方程式の解の正則性,特異性および漸近挙動の研究」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非線形熱方程式の不完全爆発解の存在について2018

    • 著者名/発表者名
      内藤 雄基
    • 学会等名
      九州関数方程式セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] An ODE approach to backward self-similar solutions for semilinear heat equations2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Naito
    • 学会等名
      NTHU Department of Mathematics Visiting Scholar Colloquium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Positive singular solutions for semilinear elliptic equationswith supercritical nonlinearity2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Naito
    • 学会等名
      The 12Th AIMS conference, SS101 "Structure of solutions for nonlinear elliptic equations"
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Incomplete blow-up solutions for semilinear heat equations with supercritical nonlinearity2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Naito
    • 学会等名
      The 12Th AIMS conference, SS102 "Asymptotics for Nonlinear Diffusion Equations and Related Topics"
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Singular sextremal solutions for supercritical elliptic equations in a ball2018

    • 著者名/発表者名
      宮本安人、内藤雄基
    • 学会等名
      日本数学会秋期総合分科会 関数方程式分科会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Incomplete blow-up of solutions for semilinear heat equations with supercritical nonlinearity2018

    • 著者名/発表者名
      内藤雄基
    • 学会等名
      名古屋微分方程式セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Singular extremal solutions for supercritical elliptic equations in a ball2018

    • 著者名/発表者名
      内藤雄基
    • 学会等名
      HMAセミナー・冬の研究会 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A shooting approach to backward self-similar solutions for semilinear heat equations2018

    • 著者名/発表者名
      内藤雄基
    • 学会等名
      RIMS共同研究「非線形問題への常微分方程式の手法によるアプローチ」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Asymptotic behavior of global solutions for semilinear heat equations with slowly decaying initial data2018

    • 著者名/発表者名
      内藤雄基
    • 学会等名
      日本数学会2018年度年会 関数方程式分科会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Singular sextremal solutions for supercritical elliptic equations in a ball2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Naito
    • 学会等名
      Equadiff2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Asymptotic behavior of global solutions for semilinear heat equations with slowly decaying initial data2017

    • 著者名/発表者名
      内藤 雄基
    • 学会等名
      愛媛大学における微分方程式セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Asymptotically self-similar behavior of global solutions to semilinear heat equations2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Naito
    • 学会等名
      Qualitative Theory on Nonlinear Partial Differential Equations
    • 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] Asymptotically self-similar behavior of global solutions to semilinear heat equations2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Naito
    • 学会等名
      Nonlinear Analysis, PDEs, and Applications
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-22  

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