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関数空間上の汎関数に対するエネルギー最大勾配曲線の統合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03381
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
研究機関日本大学

研究代表者

山浦 義彦  日本大学, 文理学部, 教授 (90255597)

研究分担者 三村 与士文  日本大学, 文理学部, 助教 (30646427)
SVADLENKA KAREL  京都大学, 理学研究科, 准教授 (60572188)
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
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワードエネルギー勾配流 / 離散モース流法 / 時間発展 p-ラプラシアン方程式 / 準線形熱型方程式 / Gehring 理論 / 高可積分性 / 離散モース流 / 双曲型偏微分方程式 / 高可積分性解析 / 弱解正則性解析 / p-ラプラシアン方程式 / Curves of maximal slope / p-Laplacian / Fractional p-Laplacian / Moser iteration / Legendre-Hadamard 条件 / p-Laplacian system / 双曲型方程式の離散弱解に対する高可積分性 / Transformation trick / 準線型熱方程式の Weissler 指数 / 弱解の高可積分性 / Discrete Morse flow / Variational method / Keller-Segel 系 / 自由境界問題
研究成果の概要

時間発展型偏微分方程式のエネルギー勾配流に基づいた研究を目指した。2つの研究手法により研究を進めた。1つは Marino らによる局所エネルギー最小化法であり、他方は DeGiorgi と N.Kikuchi によって独立に創始された離散モース流法である。前者の手法では、準線形熱方程式を考察した。特に、時間発展問題において、Weissler 指数の変分的意味を考察することができた。後者の手法では退化型 p-ラプラシアン放物型偏微分方程式に対するエネルギー勾配流を構成することができた。特に近似パラメータに従属しない一様ヘルダー評価を用いた正則性解析を実現することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

【学術的意義】通常、放物型偏微分方程式の弱解の正則性解析は、時間微分を含めた解析になる。本研究では、2つの方法を基にして研究を進めたが、そのいずれの方法でも正則性は楕円型偏微分方程式の正則性理論を適用することになる。さらに、変分解析に基づく弱解の構成を実現することにより、数値解析への応用の可能性を模索することが可能になる。時間発展問題への変分解析からのアプローチは、偏微分方程式の研究に新しい視点を与えるものと期待される。
【社会的意義】 自然現象、社会現象を数値解析的に視覚化することはコンピュータの発達により実現可能になってきている。本研究はその基礎理論構築と位置づけられる。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (24件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 7件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Variational solution construction methods for dissipative and conservative systems2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Mimura
    • 雑誌名

      日本大学文理学部自然科学研究所紀要

      巻: 57

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Crank-Nicolson type minimization scheme for a hyperbolic free boundary problem2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiho Akagawa, Elliott Ginder, Syota Koide, Seiro Omata, Karel Svadlenka
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems Series B

      巻: 27(5) ページ: 2661-2681

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A numerical algorithm for modeling cellular rearrangements in tissue morphogenesis2022

    • 著者名/発表者名
      Rhudaina Z. Mohammad, Hideki Murakawa, Karel Svadlenka, Hideru Togashi
    • 雑誌名

      Communications Biology 5

      巻: 239 号: 1 ページ: 239-239

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03174-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 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] Elastoplastic deformations of layered structures2022

    • 著者名/発表者名
      D. Drozdenko, M. Knapek, M. Kruzik, K. Mathis, K. Svadlenka, J. Valdman
    • 雑誌名

      Milan Journal of Mathematics

      巻: 90 ページ: 691-706

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variational solution construction methods for dissipative and conservative systems2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi MIMURA
    • 雑誌名

      日本大学文理学部自然科学研究所紀要

      巻: 57

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dewetting dynamics of anisotropic particles: A level set numerical approach2021

    • 著者名/発表者名
      Gavhale Siddharth、Svadlenka Karel
    • 雑誌名

      Applications of Mathematics

      巻: 1 号: 5 ページ: 1-29

    • DOI

      10.21136/am.2021.0040-21

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Crank-Nicolson type minimization scheme for a hyperbolic free boundary problem2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiho Akagawa, Elliott Ginder, Syota Koide, Seiro Omata, Karel Svadlenka
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems Series B

      巻: - 号: 5 ページ: 2661-2661

    • DOI

      10.3934/dcdsb.2021153

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The discrete Morse flow method for parabolic p-Laplacian systems2021

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Kato, Masashi Misawa, Yoshihiko Yamaura
    • 雑誌名

      Annali di Matematica Pura ed Applicata

      巻: 19 ページ: 1245-1275

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Another interpretation for the Weissler's critical exponent in the theory of semilinear parbolic PDE2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Mimura, Yoshihiko Yamaura
    • 雑誌名

      International Journal of Differential Equations and Applications

      巻: 19 ページ: 109-132

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 構造材料の弾塑性有限変形の変分解析2023

    • 著者名/発表者名
      Karel Svadlenka
    • 学会等名
      日本数学会2023年会,中央大学,2023年3月15日-18日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 構造材料の均質化と剛性定理2023

    • 著者名/発表者名
      Karel Svadlenka
    • 学会等名
      北陸応用数理研究会2023,2023年3月23日-25日,石川県政記念しいのき迎賓館
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Variational approach to modeling of elastoplastic deformation of structured materials2022

    • 著者名/発表者名
      Karel Svadlenka
    • 学会等名
      IMI Workshop II: Geometry and Algebra in Material Science III, September 10, 2022, Kyushu University, Japan
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 感覚器官上皮における細胞配列ダイナミックスの数理的解明2022

    • 著者名/発表者名
      Karel Svadlenka
    • 学会等名
      第3回 京大―ハイデルベルク大―理研 ワークショップ 「医学と数理」,2022年9月30日~10月1日(オンライン)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Understanding of kink-band formation by means of a rate-independent model obtained by homogenization of mille-feuille structure2022

    • 著者名/発表者名
      Karel Svadlenka
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Long-Period Stacking/Order Structure and Mille-feuille Structure, December 12~14, 2022, Shinagawa Prince Hotel, Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solution of hyperbolic equations through energy preserving approximations2021

    • 著者名/発表者名
      Karel Svadlenka
    • 学会等名
      The 46th Sapporo Symposium on Partial Differential Equations, Hokkaido University
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A convergence of the approximated free boundary of regularized functionals via Gamma-convergence2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Yamaura
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Numerical Modelling in Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On a convergence for the approximation of the gradient flow curve to the non-convex and singular functional2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Yamaura
    • 学会等名
      2019 International Conference on Machine Learning and Intelligent Systems (MLIS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Life and Natural Science Fusion2019

    • 著者名/発表者名
      Svadlenka Karel
    • 学会等名
      Mathematical modeling of cellular dynamics in morphogenesis, HeKKSaGOn Meeting Work Group 1, Heidelberg University, Germany
    • 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] Numerical analysis of mechanics of layered structures2019

    • 著者名/発表者名
      Svadlenka Karel
    • 学会等名
      EU-Japan Workshop on Mille-feuille Structured Materials, Prague, Czech Republic
    • 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] Approximation of motion of weighted interfacial network and its application to cellular patterns formation2019

    • 著者名/発表者名
      Svadlenka Karel
    • 学会等名
      Kyoto Winter School 2019 "Quantifying Dynamics of Life”, Kyoto, Japan
    • 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] Numerical approach to filament dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Svadlenka Karel
    • 学会等名
      Czech‐Japanese Seminar in Applied Mathematics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] On some extensions of thresholding schemes2018

    • 著者名/発表者名
      Svadlenka Karel
    • 学会等名
      The 12th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical approach to hyperbolic motions of co-dimension 22018

    • 著者名/発表者名
      Svadlenka Karel
    • 学会等名
      The Seventh China-Japan-Korea Joint Conference on Numerical Mathematics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of sensory tissue formation2018

    • 著者名/発表者名
      Svadlenka Karel
    • 学会等名
      A3 Soft matter workshop, Peking, China
    • 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: 2024-01-30  

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