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非線形知覚関数を持つ走化性方程式系の解構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K03386
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
研究機関福岡大学

研究代表者

仙葉 隆  福岡大学, 理学部, 教授 (30196985)

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)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード走化性方程式系 / 知覚関数 / 時間大域的存在 / 爆発 / 非線形知覚関数 / 走化性方程式 / 有界性 / 知覚函数 / 時間大域解 / 爆発解
研究成果の概要

本研究では非線形知覚関数の中で重要となる対数関数を知覚関数に持つ走化性方程式系の解の時間大域的存在と有限時刻解について成果を得た。我々は知覚関数の定数がある値(以後、閾値と呼ぶ)より小さい場合は、爆発解をもたないことを示した。この研究において、単純化された方程式系の解を補助関数として用いることでこの成果を得た。この手法は我々が発見した新たな手法である。
また、現在までは閾値の2倍以上の定数に関して爆発解の存在が知られていたが、本研究によって、閾値とその2倍の閾値の間の定数についての系が爆発解をもつことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

線形の知覚関数を持つ走化性方程式系の解の性質に関しては解の時間大域的存在及び爆発の両面から研究が進んでおり、リアプノフ関数がその研究に重要な役割を果たしている。一方、非線形知覚関数を持つ走化性方程式系のリアプノフ関数は発見されておらず、そのため研究は遅れており、その研究には今まで用いられた手法とは別の手法の発見が重要であった。本研究に用いられた補助関数を用いる手法によって非線形知覚関数を持つ走化性方程式系の研究が進展することが期待できる。さらに、走化性方程式系は生物学的な現象を背景としており、非線形知覚関数の中でも対数関数は生物学のモデルの中で重要な位置づけとなっている。

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

    (12件)

すべて 2024 2022 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Global existence and infinite time blow-up of classical solutions to chemotaxis systems of local sensing in higher dimensions2022

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Fujie, Takasi Senba
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis

      巻: 222 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.na.2022.112987

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global boundedness of solutions to a parabolic-parabolic chemotaxis system with local sensing in higher dimensions2022

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Fujie, Takasi Senba
    • 雑誌名

      Nonlinearity

      巻: 35 号: 7 ページ: 3777-3811

    • DOI

      10.1088/1361-6544/ac6659

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Boundedness of solutions to the critical fully parabolic quasilinear one‐dimensional Keller-Segel system2018

    • 著者名/発表者名
      Bieganowski Bartosz、Cieslak Tomasz、Fujie Kentarou、Senba Takasi
    • 雑誌名

      Mathematische Nachrichten

      巻: 292 号: 4 ページ: 724-732

    • DOI

      10.1002/mana.201800175

    • 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] Global existence and boundedness of radial solutions to a two dimensional fully parabolic chemotaxis system with general sensitivity.2017

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Fujie, Takasi Senba
    • 雑誌名

      Nonlinearity

      巻: 29 号: 8 ページ: 2417-2450

    • DOI

      10.1088/0951-7715/29/8/2417

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Behavior of solutions to chemotaxis systems with nonlinear sensitivity functions2024

    • 著者名/発表者名
      Takasi Senba
    • 学会等名
      The 7th International Workshop on Mathematical Analysis of Chemotaxis
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 対数関数を知覚関数に持つ走化性方程式系 の解の挙動について2024

    • 著者名/発表者名
      仙葉隆
    • 学会等名
      2024年度日本数学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Behavior of solutions to some chemotaxis systems with local sensing2022

    • 著者名/発表者名
      仙葉隆
    • 学会等名
      九州関数方程式セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Keller-Segel 系に関連する方程式系の解の挙動について2022

    • 著者名/発表者名
      仙葉隆
    • 学会等名
      非線型偏微分方程式と走化性
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 走化性方程式系に関連する方程式系の解の挙動の閾値について2022

    • 著者名/発表者名
      仙葉隆
    • 学会等名
      第10回 弘前非線形方程式研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 特異定常解より大きい爆発形状を持つ不完全爆発解の存在について2019

    • 著者名/発表者名
      仙葉隆、内藤雄基
    • 学会等名
      2019年度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 非線形知覚関数を持つ走化性方程式系の解の有界性について2018

    • 著者名/発表者名
      仙葉隆
    • 学会等名
      2018夏の偏微分方程式セミナー
    • 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] 8th Euro-Japanese workshop on blow-up2018

    • 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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