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不均質性をもつ非線形反応拡散系への変分法的アプローチによる数理解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K05355
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 数学基礎・応用数学
研究機関旭川医科大学

研究代表者

寺本 敬  旭川医科大学, 医学部, 教授 (40382543)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード反応拡散系 / 変分法 / 数値解析 / 分岐解析 / 応用数学 / 反応拡散方程式系
研究成果の概要

不均質媒体(ヘテロ環境)における空間局在解、特にヘテロ環境に特有な定常デフェクト解について、解の存在、安定性、分岐の問題について、作用汎関数を構成し、特異摂動論から構成した解の形状を用いて、汎関数を具体的に評価した。ジャンプ点かO(1)の距離の位置にあるデフェクト解の存在条件を、摂動展開の高次項の計算から導出した。本研究課題で整備した変分法的アプローチを進行座標系での問題に拡張し、多重連結進行パ ルス解の存在とそのサドルノード分岐について明らかにした。海外共同研究者らと連携し、数学的に設定した問題の実在性と有用性を、数値的に確認しながら相補的に取り組んだ。

研究成果の学術的意義や社会的意義

米国応用数学会主催の国際会議のミニシンポジウムを、研究期間内に2回(令和元年度、令和3年度)海外共同研究者らと連携して企画し、座長を行った。平成30年度には日豪連携研究集会を企画し、北海道で開催した。日本、オーストラリア、台湾の研究者を中心に、貴重な情報交換、研究交流の場となった。これらの国際研究集会で共同研究について成果発表し、内容を欧文論文にまとめて国際誌 Journal of Dynamics and Differential Equations, 及び SIAM Journal of Applied Dynamical Systems から公刊した。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (33件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (11件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件、 招待講演 7件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] Wageningen University and Research(オランダ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] National Tsing-Hua University(その他の国・地域(台湾))

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Queensland University of Technology(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Wageningen University & Research(オランダ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Tsing-Hua Univeristy(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Queensland University of Technology(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Tsing-Hua University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Queensland University of Technology(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Tsing-Hua University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Queensland University of Technology(Australia)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Tsing-Hua University(R.O.C.)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Traveling pulse solutions in a three-component FitzHugh-Nagumo model2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Teramoto, Peter van Heijster
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Applied Dynamical Systems

      巻: 20 号: 1 ページ: 371-402

    • DOI

      10.1137/20m1334942

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pinned pulse solutions in a FitzHugh-Nagumo model with bump-type heterogeneity2020

    • 著者名/発表者名
      Peter van Heijster, Takashi Teramoto
    • 雑誌名

      Advances Studies in Pure Mathematics

      巻: 85 ページ: 137-150

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reduction approach to the dynamics of interacting front solutions in a bistable reaction-diffusion system and its application to heterogeneous media2019

    • 著者名/発表者名
      Kei Nishi, Yasumasa Nishiura, Takashi Teramoto
    • 雑誌名

      Physica D

      巻: - ページ: 183-207

    • DOI

      10.1016/j.physd.2019.03.009

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ashura Particles: Experimental and Theoretical Approaches for Creating Phase-Separated Structures of Ternary Blended Polymers in Three-Dimensionally Confined Spaces2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Hirai, Edgar Avalos, Takashi Teramoto, Yasumasa Nishiura, Hiroshi Yabu
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 4 号: 8 ページ: 13106-13106

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b00991

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pinned solutions in a heterogeneous three-component FitzHugh-Nagumo model2019

    • 著者名/発表者名
      Peter van Heijster, Chao-Nien Chen, Yasumasa Nishiura and Takashi Teramoto
    • 雑誌名

      Journal of Dynamics and Differential Equations

      巻: 31 号: 1 ページ: 153-203

    • DOI

      10.1007/s10884-018-9694-7

    • 関連する報告書
      2018 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] Localized Patterns in a Three-Component FitzHugh-Nagumo Model Revisited Via an Action Functional2016

    • 著者名/発表者名
      Peter van Heijster, Chao-Nien Chen, Yasumasa Nishiura, Takashi Teramoto
    • 雑誌名

      Journal of Dynamics and Differential Equations

      巻: - 号: 2 ページ: 521-555

    • DOI

      10.1007/s10884-016-9557-z

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Traveling Two Pulse Solutions in a Three-Component FitzHugh-Nagumo Model2022

    • 著者名/発表者名
      Takashi Teramoto
    • 学会等名
      SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems (DS21)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Traveling two pulse solutions in a three-component FitzHugh-Nagumo model2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Teramoto
    • 学会等名
      日本数学会 2021 年度年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Pinned pulse solutions inside a bump type heterogeneity2020

    • 著者名/発表者名
      寺本 敬, Peter van Heijster
    • 学会等名
      日本数学会2020年度年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Localized Solutions on Curved Surfaces in Reaction-Diffusion Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Teramoto
    • 学会等名
      SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems
    • 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] Localized solutions in a three-component FitzHugh-Nagumo model2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Teramoto
    • 学会等名
      Equadiff19
    • 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] Localized solutions in a FitzHugh-Nagumo type model via an action functional approach2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Teramoto
    • 学会等名
      RIMS Symposia「Qualitative Theory on Nonlinear Partial Differential 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] Localized solutions in a FitzHugh-Nagumo type model via an action functional approach2019

    • 著者名/発表者名
      寺本 敬
    • 学会等名
      研究集会「非線形偏微分方程式の理論と応用」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ジャンプ型非一様性をもつ 3 種反応拡散方程式における双安定パルス解 のダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      西慧、西浦廉政、寺本敬
    • 学会等名
      日本数学会2019年度年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] An action functional approach to localized patterns and its application to the spatial heterogeneity2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Teramoto, Peter van Heijster, Chao-Nien Chen, Yasumasa Nishiura
    • 学会等名
      SIAM Conference on Nonlinear Waves and Coherent Structures 2018
    • 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] Dynamics of Interacting front solutions in a singular perturbed bistable system2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Teramoto, Kei Nishi, Yasumasa Nishiura
    • 学会等名
      SIAM Conference on Nonlinear Waves and Coherent Structures 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An action functional approach to localized patterns in a three-component FitzHugh-Nagumo model2017

    • 著者名/発表者名
      寺本敬, Peter van Heijster, Chao-Nien Chen, 西浦廉政
    • 学会等名
      日本数学会 2017 年度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Localized solutions in reaction-diffusion systems on curved surface2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Teramoto
    • 学会等名
      Workshop on Dynamical Systems and Applied Mathematics, National Tsing-Hua University
    • 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] Complex Dynamics of Robust Pulse Generators in Reaction-Diffusion Systems2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Teramoto
    • 学会等名
      2017 SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 力学系理論の応用に関する日豪研究集会

    • URL

      https://sites.google.com/view/australia-japan-ws-dsals2/home

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] One-day Workshop on Reaction-Diffusion Equations at Asahikawa 22017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Satellite workshop of JSMB in 2017: Patterns and dynamics with nonlocal effect2017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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