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個体群動態モデルに現れる界面ダイナミクスの数理解析・数値解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K03412
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12040:応用数学および統計数学関連
研究機関金沢大学

研究代表者

中村 健一  金沢大学, 数物科学系, 准教授 (40293120)

研究分担者 矢崎 成俊  明治大学, 理工学部, 専任教授 (00323874)
中村 俊子 (荻原俊子)  城西大学, 理学部, 教授 (70316678)
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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード個体群動態モデル / 界面ダイナミクス / 移動境界問題 / 進行波 / 順序保存力学系 / 個体群動態 / 進行波解
研究成果の概要

生物種の個体数密度の時空間ダイナミクスを記述するさまざまな個体群動態モデルにおいて,各生物種が優勢的に支配する生息域の境目として現れる界面や自由境界の挙動を理解するために, 数理的手法と数値的手法を相補的に用いた研究を行った.とりわけ,ロトカ・ヴォルテラ競争拡散系の双安定進行波の速度の符号が決定されるためのパラメータの条件を明らかにし,侵略的外来種の生息域拡大の制御方法につながる新たな知見を得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において,競合関係にある生物種の個体数密度の時間変化を記述する多種ロトカ・ヴォルテラ競争拡散系に対し,双安定進行フロント波の速度やジャンクションを有する複雑な領域におけるフロント波の通過/停止条件に関する定量的な評価を行い,地球規模の重要な問題となっている侵略的外来種の侵入・定着を制御する方法に関する理論に裏付けられた知見を得ることができ,学術的のみならず社会的にも意義のある成果が得られた.

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

    (29件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 5件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 7件、 招待講演 9件)

  • [国際共同研究] Technical University of Munich(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Tamkang University/National Chiao Tung University/National Chung Hsing University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Tamkang University/National Chiao Tung University/National Chung Hsing University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Tamkang University/National Tainan University(その他の国・地域 台湾)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Front propagation and blocking for the competition-diffusion system in a domain of half-lines with a junction2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, K. Nakamura and T. Ogiwara
    • 雑誌名

      Discrete Contim. Dyn. Syst. Series B

      巻: 未定 号: 12 ページ: 0-0

    • DOI

      10.3934/dcdsb.2022136

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Convergence of a Finite Difference Scheme for a Flame/Smoldering-Front Evolution Equation and Its Application to Wavenumber Selection2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Shunsuke、Yazaki Shigetoshi
    • 雑誌名

      Computational Methods in Applied Mathematics

      巻: 23 号: 2 ページ: 545-563

    • DOI

      10.1515/cmam-2022-0046

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Traveling wave dynamics for Allen-Cahn equations with strong irreversibility2022

    • 著者名/発表者名
      Akagi Goro、Kuehn Christian、Nakamura Ken-Ichi
    • 雑誌名

      Transactions of the American Mathematical Society

      巻: 375 ページ: 3173-3238

    • DOI

      10.1090/tran/8583

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] The sign of traveling wave speed in bistable dynamics2020

    • 著者名/発表者名
      Guo Jong-Shenq、Nakamura Ken-Ichi、Ogiwara Toshiko、Wu Chin-Chin
    • 雑誌名

      Discrete & Continuous Dynamical Systems - A

      巻: 40 号: 6 ページ: 3451-3466

    • DOI

      10.3934/dcds.2020047

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Traveling wave solutions for a predator?prey system with two predators and one prey2020

    • 著者名/発表者名
      Guo Jong-Shenq、Nakamura Ken-Ichi、Ogiwara Toshiko、Wu Chin-Chin
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis: Real World Applications

      巻: 54 ページ: 103111-103111

    • DOI

      10.1016/j.nonrwa.2020.103111

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A time-periodic oscillatory hexagonal solution in a 2-dimensional integro-differential reaction-diffusion system2020

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Shunsuke、Okuda Sakamoto Takashi、Uegata Yasuhide、Yazaki Shigetoshi
    • 雑誌名

      Hiroshima Mathematical Journal

      巻: 50 号: 2 ページ: 253-267

    • DOI

      10.32917/hmj/1595901630

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Asymptotic properties of solutions of a Lanchester-type model2020

    • 著者名/発表者名
      Ito Takahiro、Ogiwara Toshiko、Usami Hiroyuki
    • 雑誌名

      Differential Equations & Applications

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.7153/dea-2020-12-01

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Convergence and structure theorems for order-preserving dynamical systems with mass conservation2020

    • 著者名/発表者名
      Ogiwara Toshiko、Hilhorst Danielle、Matano Hiroshi
    • 雑誌名

      Discrete & Continuous Dynamical Systems - A

      巻: 40 号: 6 ページ: 3883-3907

    • DOI

      10.3934/dcds.2020129

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A simple method to evaluate the eigenvalue of premixed flame propagation2020

    • 著者名/発表者名
      IIZUKA Hiroyuki、KUWANA Kazunori、YAZAKI Shigetoshi
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Letters

      巻: 6 号: 0 ページ: 19-00610-19-00610

    • DOI

      10.1299/mel.19-00610

    • NAID

      130007787126

    • ISSN
      2189-5236
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stability and uniqueness of traveling waves for a discrete bistable 3-species competition system2019

    • 著者名/発表者名
      Guo Jong-Shenq、Nakamura Ken-Ichi、Ogiwara Toshiko、Wu Chin-Chin
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Analysis and Applications

      巻: 472 号: 2 ページ: 1534-1550

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2018.12.007

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Front propagation and blocking for the Lotka-Volterra strong competition system in an infinite star graph2022

    • 著者名/発表者名
      Ken-Ichi Nakamura
    • 学会等名
      ReaDiNet2023: International conference on parabolic and stochastic models in mathematical biology
    • 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] Convergence results for general cooperative systems with mass conservation2022

    • 著者名/発表者名
      荻原俊子
    • 学会等名
      非線形現象の数値シミュレーションと解析2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 折れ線曲率流の新しい成長法則2022

    • 著者名/発表者名
      矢崎成俊
    • 学会等名
      日本応用数理学会第19回連合発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 星状グラフの分岐点における2種競争拡散系のフロント解の通過・停止2021

    • 著者名/発表者名
      中村 健一
    • 学会等名
      日本応用数理学会2021年度年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Front propagation and blocking of the competition-diffusion system in a domain of half-lines with a junction2021

    • 著者名/発表者名
      中村 健一
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ある 3 種 Lotka-Volterra 競争拡散系に現れる双安定進行波の伝播方向2021

    • 著者名/発表者名
      日吉将大, 山崎貴史, 中村健一, 荻原俊子
    • 学会等名
      日本数学会2021年度年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Speed of traveling waves for discrete bistable Lotka-Volterra competition system2020

    • 著者名/発表者名
      中村 健一, 日吉 将大, 山崎 貴史
    • 学会等名
      日本数学会2020年度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Monotone Traveling Waves for a Bistable Lattice Dynamical System2019

    • 著者名/発表者名
      Ken-Ichi Nakamura
    • 学会等名
      SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems, Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM)
    • 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] Global asymptotic stability of traveling fronts for a bistable 3-component lattice dynamical system2019

    • 著者名/発表者名
      Ken-Ichi Nakamura
    • 学会等名
      Mini-workshop on Nonlinear Diffusion Problems
    • 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] Existence and stability of symmetric solutions of a variational problem for plane curves2019

    • 著者名/発表者名
      中村 健一
    • 学会等名
      日本応用数理学会2019年度年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Flame/smoldering front tracking to evolution equations for combustion of a paper sheet2019

    • 著者名/発表者名
      Shigetoshi Yazaki
    • 学会等名
      ICIAM2019@Valencia, Spain
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A variational problem arising from the modelling of epidermal basement membrane2019

    • 著者名/発表者名
      Ken-Ichi Nakamura
    • 学会等名
      第36回九州における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
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 双安定型反応拡散系の単調な進行波2019

    • 著者名/発表者名
      中村健一
    • 学会等名
      反応拡散系のパターン形成とその応用
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of Diffusion Type on the Propagation Speed of Traveling Fronts in Periodic Environments2018

    • 著者名/発表者名
      Ken-Ichi Nakamura
    • 学会等名
      International Conference on Nonlinear Analysis and its Applications
    • 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] Asymptotic Stability of Traveling Waves for Bistable Lattice Dynamical Systems of Cooperation Type2018

    • 著者名/発表者名
      Ken-Ichi Nakamura
    • 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
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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