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非線形波動に関連した偏微分方程式系の解の大域存在のための構造条件と漸近挙動

研究課題

研究課題/領域番号 18H01128
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分12020:数理解析学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

片山 聡一郎  大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (70283942)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード非線形波動方程式系 / 非線形シュレディンガー方程式系 / 非線形クライン=ゴルドン方程式系 / 大域解 / 漸近挙動 / 零条件 / 弱零条件 / 非線形波動 / 非線形波動方程式 / 非線形シュレディンガー方程式 / 初期値問題 / クライン・ゴルドン方程式
研究成果の概要

単一速度の半線形波動方程式系に対して知られていた, いくつかの“弱”零条件下での大域解の存在定理を, 2次元と3次元空間における単一速度の準成型波動方程式系, およびに2次元空間における多重速度をもつ半線形波動方程式系の場合に拡張した. 3次元空間における多重速度をもつ半線形波動方程式系, および波動とクライン=ゴルドン方程式の連立系に対しても“弱”零条件下での解の大域存在を示したが, 若干の技術的な付加条件を課さざるを得なかった. 上記の方程式系, および非線形シュレディンガー方程式系に対して“弱”零条件下での大域解の漸近挙動についての結果も得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

いくつかの偏微分方程式系に対して, 従来よりも弱い条件下での大域解の存在定理を得ることができた. また, 大域解の漸近挙動についても研究し, 小さい初期値の場合であっても, 解が自由解に漸近する以外に, エネルギーが増加もしくは減少したり, 特定の成分にエネルギーが集中したりするなど様々な挙動が起こりうることが明らかになった. また従来は解が自由解に漸近するかどうかに興味がもたれていたが, 自由解に漸近する場合にも, 自由解の初期値が元の初期値とはかけ離れたものになる現象が起こり得ることが明らかになった. これらの結果は非線形偏微分方程式の理解に新たな知見を与えている.

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   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
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [雑誌論文] Remarks on weaker null conditions for two kinds od systems of semilinear wave equations in three space dimensions2023

    • 著者名/発表者名
      Minggang CHeng and Soichiro Katayama
    • 雑誌名

      Hokkaido Mathematical Journal

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systems of semilinear wave equations with multiple speeds in two space dimensions and a weaker null condition2022

    • 著者名/発表者名
      Minggang Cheng and Soichiro Katayama
    • 雑誌名

      Communications on Pure and Applied Analysis

      巻: 21 号: 9 ページ: 3117-3139

    • DOI

      10.3934/cpaa.2022092

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非線形波動方程式系に対する零条件とその周辺2021

    • 著者名/発表者名
      片山聡一郎
    • 雑誌名

      数学

      巻: 73 ページ: 380-404

    • NAID

      40022736271

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymptotic behavior for a class of derivative nonlinear Schroedinger systems2020

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Katayama and Daisuke Sakoda
    • 雑誌名

      SN Partial Differential Equations and Applications

      巻: 1 号: 3 ページ: 12-12

    • DOI

      10.1007/s42985-020-00012-4

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global existence and the asymptotic behavior for systems of nonlinear wave equations violating the null condition2020

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Katayama
    • 雑誌名

      Advanced Studies in Pure Mathematics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 臨界次数をもつ非線形波動・シュレディンガー方程式系の大域解の漸近挙動 I, II2020

    • 著者名/発表者名
      片山聡一郎
    • 学会等名
      PDE Workshop in Miyazaki
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Asymptotic behavior for a class of derivative nonlinear Schroedinger systems2019

    • 著者名/発表者名
      片山 聡一郎
    • 学会等名
      九州関数方程式論セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 零条件を満たさない準線形波動方程式系の大域解の漸近挙動2019

    • 著者名/発表者名
      片山 聡一郎
    • 学会等名
      Nonlinear Dispersive Equations in Kumamoto, 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Global existence and the asymptotic behavior for systems of nonlinear wave equations violating the null condition2018

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Katayama
    • 学会等名
      The Role of Metrics in the Theory of Partial Differential Equations
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] 17th Linear and Nonlinear Waves2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] The 16th Linear and Nonlinear Waves2018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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