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非線形放物型方程式に内在する非自己相似的特異性の分類

研究課題

研究課題/領域番号 18K03373
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分12020:数理解析学関連
研究機関東京都立大学 (2023)
鳴門教育大学 (2021-2022)
大阪市立大学 (2019-2020)
東京大学 (2018)

研究代表者

関 行宏  東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (50728970)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 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: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード特異性解析 / 臨界指数 / 爆発 / Type II / 調和写像流方程式 / 特異点 / 特異性 / 藤田方程式 / 走化性方程式系 / 特異性形成 / 非自己相似的 / 爆発解
研究成果の概要

本研究課題はべき乗型非線形項を持つ半線形熱方程式や調和写像流方程式を含む様々な非線形放物型方程式で現れる非自己相似的な特異性の形成に関してその諸性質を明らかにした。特に性質の著しく異なる境となる臨界指数と呼ばれる状況に対して、爆発問題における長年の未解決問題の解決を含む大きな成果を得た。この問題の解決を通して得た技術を応用して、調和写像と呼ばれる Dirichlet エネルギーを最小化する写像の特異点解析において偏微分方程式論により記述できる設定を行った上で、解の定量的性質を導いた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

べき乗型非線形項の強さを示す重要な数にJoseph--Lundgren の臨界指数があり、それを境として解の構造が著しく変化する。臨界指数に丁度等しいべきでは様々な情報が退化するため、多くの重要な問題が未解決であった。その一つである本質的に自己相似的でない爆発解が存在問題に対して、初めて肯定的な解決を与えた。また、別の臨界指数についてこの手法を応用し、既存の爆発構造の退化版の存在を証明した。さらにその技術を駆使して微分幾何学に現れる調和写像流方程式に対する爆発解の解析に取り組み、特異性解析の詳しい描写に成功した。これらの成果により、非線形現象の解明に着実な進歩を与えた。

報告書

(7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
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 4件、 招待講演 25件) 備考 (2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] University of Bonn(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Bonn(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Boundedness of solutions to a parabolic attraction-repulsion chemotaxis system in R^2: the attractive dominant case2021

    • 著者名/発表者名
      Nagai Toshitaka、Seki Yukihiro、Yamada Tetsuya
    • 雑誌名

      Applied Mathematics Letters

      巻: 20 号: 24 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.aml.2021.107354

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2016912

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Global existence of solutions to a parabolic attraction-repulsion chemotaxis system in R^2 : the attractive dominant case2021

    • 著者名/発表者名
      Nagai Toshitaka、Seki Yukihiro、Yamada Tetsuya
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis: Real World Applications

      巻: 20 号: 23 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1016/j.nonrwa.2021.103357

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2016911

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Refined construction of type II blow-up solutions for semilinear heat equations with Joseph-Lundgren supercritical nonlinearity2021

    • 著者名/発表者名
      Asato Mukai, Yukihiro Seki
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems, series A

      巻: 20 号: 08 ページ: 1-39

    • DOI

      10.3934/dcds.2021060

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2016895

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Type II blow-up mechanisms in a semilinear heat equation with Lepin exponent2020

    • 著者名/発表者名
      Seki Yukihiro
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 268 号: 3 ページ: 853-900

    • DOI

      10.1016/j.jde.2019.08.026

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition of blow-up mechanisms in k-equivariant harmonic map heat flow2020

    • 著者名/発表者名
      Biernat Pawel、Seki Yukihiro
    • 雑誌名

      Nonlinearity

      巻: 19 号: 08 ページ: 1-40

    • DOI

      10.1088/1361-6544/ab74f4

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2016878

    • 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] Type II blow-up mechanism in supercritical harmonic map heat flow2019

    • 著者名/発表者名
      Pawel Biernat, Yukihiro Seki
    • 雑誌名

      International Mathematics Research Notices

      巻: 2 号: 2 ページ: 407-456

    • DOI

      10.1093/imrn/rnx122

    • 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] Type II blow-up mechanisms in a semilinear heat equation with critical Joseph-Lundgren exponent2018

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Seki
    • 雑誌名

      Journal of Functional Analysis

      巻: 275 号: 12 ページ: 3380-3456

    • DOI

      10.1016/j.jfa.2018.05.008

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 2 次元放物型attraction-repulsion Keller{Segel 系に対する初期値問題について2024

    • 著者名/発表者名
      関行宏
    • 学会等名
      第 39 回松山キャンプ
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高次元球面に値をとる調和写像流の有限時間爆発に対する漸近解析について2023

    • 著者名/発表者名
      関行宏
    • 学会等名
      松本偏微分方程式研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 球面に値をとる調和写像流に対する球対称 爆発解の分類に関する考察2022

    • 著者名/発表者名
      関行宏
    • 学会等名
      彦根偏微分方程式研究集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 球面に値をとる調和写像流に対する球対称 爆発解の分類に関する考察2022

    • 著者名/発表者名
      関行宏
    • 学会等名
      Okayama Workshop on Partial Differential Equations
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 球面に値をとる調和写像流に対する球対称 爆発解の分類に関する考察2022

    • 著者名/発表者名
      関行宏
    • 学会等名
      楕円型・放物型微分方程式研究集会 龍谷大学
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 藤田方程式に対する有限時間爆発とその分類について2022

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      「有限時間特異性」勉強会(第5回)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Description of non-self-similar singularities in harmonic map heat flow2021

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      京都大学NLPDEセミナー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 調和写像流方程式に対する特異性解析2021

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      RIMS 共同研究(グルー プ型A) 「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
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Description of non-self-similar singularities in harmonic map heat ow2021

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Seki
    • 学会等名
      OCAMI, International Workshop on Geometric Evolution Equations and Related Fields
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非線形放物型方程式に内在する非自己相似的特異性の描写2021

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      数学研究会特別 賞受賞講演会,
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Transitions of blow-up mechanisms in $k$-equivariant harmonic map heat flow2019

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Seki
    • 学会等名
      4th Swiss-Japanese PDE Seminar
    • 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] 藤田方程式における臨界指数と解の爆発構造2019

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      南大阪応用数学セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 球面に値を取る調和写像流方程式の解の爆発について2019

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      解析学研究特別セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 球面に値を取る調和写像流方程式における爆発構造の遷移2019

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] On type II blow-up mechanisms in a semilinear heat equation with supercritical nonlinearity2019

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      名古屋微分方程式セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Transitions of blow-up mechanisms in $k$-equivariant harmonic map heat flow,2019

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      応用解析セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 球面に値を取る調和写像流方程式における爆発構造について2019

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      第45発展方程式研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Construction of refined type II blow-up solutions of the Fujita equation and its applications2018

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Seki
    • 学会等名
      8th Euro-Japanese Workshop on Blow-up
    • 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] On blow-up mechanisms in harmonic map heat flow2018

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Seki
    • 学会等名
      Ito-Workshop on Partial Differential Equations
    • 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] On type II blow-up mechanisms in a semilinear heat equation with super-critical nonlinearity2018

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Seki
    • 学会等名
      PDE seminar at Wuhan institute of Physics and Mathematics
    • 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] Type II blow-up mechanisms in a semilinear heat equation with critical Joseph-Lundgren exponent and harmonic map heat flow2018

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      神戸大学解析セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 球面に値を取る調和写像流方程式の解の爆発について2018

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      なかもず解析セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 球面に値を取る調和写像流方程式の解の爆発について2018

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      京都大学NLPDE 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] On type II blow-up mechanisms in a semilinear heat equation with supercritical nonlinearity2018

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 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
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On type II blow-up mechanisms in a semilinear heat equation with supercritical nonlinearity2018

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      応用解析研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On blow-up mechanisms in harmonic map heat flow2018

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      RIMS 研究集会「反応拡散方程式-伝播現象と特異性の解析および諸科学への応用-」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On type II blow-up mechanisms in a semilinear heat equation with supercritical nonlinearity2018

    • 著者名/発表者名
      関 行宏
    • 学会等名
      微分方程式の総合的研究
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/OCAMI/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 大阪市立大学数学研究所

    • URL

      http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/OCAMI/index.html

    • 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] Ito Workshop on Partial Differential Equations2018

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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