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複合媒質における新しいSerrin型優決定問題

研究課題

研究課題/領域番号 18J11430
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 数学解析
研究機関東北大学

研究代表者

Cavallina Lorenzo  東北大学, 情報科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード優決定問題 / 自由境界問題 / 複合媒質 / 放物型方程式 / 楕円型方程式 / 分岐現象 / 最適化問題 / 数値計算アルゴリズム
研究実績の概要

研究目的は複合媒質における放物型及び楕円型優決定問題の解の幾何学的性質を明らかにすることであった。主な研究成果は二つある.
① 論文L.Cavallina, T.Yachimura, "On a two-phase Serrin-type problem and its numerical computation" ではSerrinの優決定問題の一般化としての複合媒質に関する二相円型優決定問題を考えた。二つの相における伝導率の比が「臨界値」でない場合、同心球でない解(非自明解)もまた存在することを上述の論文で示した。伝導率の比が「臨界値」の場合は、論文L. Cavallina, T. Yachimura, "Symmetry breaking solutions for a two-phase overdetermined problem of Serrin-type", (Research Perspective series of Birkhauserに掲載決定)で解析された。伝導率の比がcritical valueの時、Crandall-Rabinowitzの定理を用いることによって、対称性の自発的破れが起こることを示した。主結果をより詳しく述べると、介在物が球のときの回転対称でない解の存在を示した。
② ユークリッド空間上で二相熱方程式におけるコーシー問題を考える。ここで各相における熱伝導率が異なり、初期温度がそれぞれ0と1とする。さらに界面が一様にC^6級とする。このとき、時間と位置にも依存しない、一定の温度を持つ界面は超平面に限る。この結果を論文L.Cavallina,S.Sakaguchi,S.Udagawa,"A characterization of a hyperplane in two-phase heat conductors"(投稿中)で示した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 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 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 8件)

  • [国際共同研究] Lorraine大学/エコール・ポリテクニーク(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Firenze大学(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Firenze大学(イタリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Symmetry breaking solutions for a two-phase overdetermined problem of Serrin-type2020

    • 著者名/発表者名
      CAVALLINA Lorenzo, YACHIMURA Toshiaki
    • 雑誌名

      to be published in the Research Perspective series of Birkhauser

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On a two-phase Serrin-type problem and its numerical computation2019

    • 著者名/発表者名
      CAVALLINA Lorenzo, YACHIMURA Toshiaki
    • 雑誌名

      ESAIM: Control, Optimisation and Calculus of Variations

      巻: - ページ: 65-65

    • DOI

      10.1051/cocv/2019048

    • 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
  • [雑誌論文] The Homogenization Method for Topology Optimization of Structures: Old and New2019

    • 著者名/発表者名
      ALLAIRE Gregoire, CAVALLINA Lorenzo, MIYAKE Nobuhito, OKA Tomoyuki, YACHIMURA Toshiaki
    • 雑誌名

      Interdisciplinary Information Sciences

      巻: 25 号: 2 ページ: 75-146

    • DOI

      10.4036/iis.2019.B.01

    • NAID

      130007772494

    • ISSN
      1340-9050, 1347-6157
    • 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] Two-phase heat conductors with a surface of the constant flow property2019

    • 著者名/発表者名
      CAVALLINA Lorenzo, MAGNANINI Rolando, SAKAGUCHI Shigeru
    • 雑誌名

      Journal of Geometric Analysis

      巻: - 号: 1 ページ: 312-345

    • DOI

      10.1007/s12220-019-00262-8

    • 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] On a two-phase shape optimization problem and its related overdetermined problem2019

    • 著者名/発表者名
      CAVALLINA Lorenzo
    • 雑誌名

      計算工学講演会論文集Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science

      巻: 24 ページ: 5-5

    • NAID

      40021914320

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] On a two-phase overdetermined problem of Serrin type2019

    • 著者名/発表者名
      Cavallina Lorenzo
    • 雑誌名

      Hokkaido University Preprint Series in Mathematics = 北海道大学数学講究録

      巻: 176 ページ: 525-533

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stability analysis of the two-phase torsional rigidity near a radial configuration2018

    • 著者名/発表者名
      Cavallina Lorenzo
    • 雑誌名

      Applicable Analysis

      巻: 0 号: 10 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1080/00036811.2018.1478082

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A local analysis of the radial configuration for the two-phase torsion problem in the ball2018

    • 著者名/発表者名
      Cavallina Lorenzo
    • 雑誌名

      RIMS 講究録

      巻: 2082 ページ: 7-20

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 二相等周問題について2020

    • 著者名/発表者名
      L. Cavallina, A. Henrot, S. Sakaguchi
    • 学会等名
      日本数学会2020 年度年会函数 方程式論分科会, 日本大学理工学部(中止)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 2 相熱伝導体における定温度を持つ界面の特徴付け2020

    • 著者名/発表者名
      L. Cavallina, S. Sakaguchi, S. Udagawa
    • 学会等名
      日 本数学会2020 年度年会函数方程式論分科会, 日本大学理工学部(中止)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 複合媒質における過剰決定問題について2019

    • 著者名/発表者名
      L. Cavallina
    • 学会等名
      Mini-Workshop “Mathematical Physics and PDEs”, 東北大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On a shape optimization problem for composite materials and its related overdetermined problem2019

    • 著者名/発表者名
      L. Cavallina
    • 学会等名
      RIMS Workshop “Pattern formation and defects in biology and materials science”, 関西セミナーハウス
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The double queen Dido’s problem2019

    • 著者名/発表者名
      L. Cavallina
    • 学会等名
      Workshop Lorraine-Tohoku, Lorraine 大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On the pairs of domains that solve a two-phase overdetermined problem of 2 Serrin-type2019

    • 著者名/発表者名
      L. Cavallina
    • 学会等名
      12th ISAAC Congress, Geometric & Regularity Properties of Solutions to Elliptic and Parabolic PDEs, Aveiro 大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On a variation of Serrin’s overdetermined problem in a two-phase setting: the geometry of non-trivial solutions2019

    • 著者名/発表者名
      L. Cavallina
    • 学会等名
      RIMS 研究集会「界面運動,力学系に現れる漸近問題への粘性解 的手法とその周辺」, 京都大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On a two-phase shape optimization problem and its related overdertermined problem2019

    • 著者名/発表者名
      L. Cavallina
    • 学会等名
      第24回計算工学講演会, 一般社団法人日本計算工学会主催ソニックシティ(大宮)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] On a two-phase overdetermined problem of Serrin-type2019

    • 著者名/発表者名
      Cavallina Lorenzo
    • 学会等名
      第15回数学総合若手研究集会「数学の交叉点」, 北海道大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二相Serrin型優決定問題とその数値計算について2019

    • 著者名/発表者名
      Cavallina Lorenzo
    • 学会等名
      日本数学会2019年度年解函数方程式論分科会, 東京工業大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] On a two-phase shape optimization problem and its related overdetermined problem2019

    • 著者名/発表者名
      Cavallina Lorenzo
    • 学会等名
      第24回計算工学講演会, 一般社団法人日本計算工学会主催ソニックシティ(大宮)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Local analysis of the torsional rigidity of a two-phase body under general perturbations2018

    • 著者名/発表者名
      Cavallina Lorenzo
    • 学会等名
      Workshop on Nonlinear Partial Differential Equations: Japan-China Joint Project for Young Mathematicians 2018, 龍谷大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The study of the two-phase torsion problem by means of shape derivatives2018

    • 著者名/発表者名
      Cavallina Lorenzo
    • 学会等名
      Joint Firenze-Tohoku Research Workshop on Nonlinear PDEs, Firenze大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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