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制御問題,力学系,界面運動に現れる漸近問題への粘性解的手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K03580
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
研究機関東京大学

研究代表者

三竹 大寿  東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (90631979)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードハミルトン・ヤコビ・ベルマン方程式 / 生成伝播モデル方程式 / 平均場ゲーム理論 / 時間分数冪非線形方程式 / 外力付き平均曲率流方程式 / 外力付グラフ型平均曲率流方程式 / カプトー型時間分数冪拡散方程式 / 平均場ゲーム / ハミルトン・ヤコビ方程式 / 凝結・分裂モデル / 完全非線形偏微分方程式 / 一般化Mather測度 / 分数冪非線形偏微分方程式 / 粘性解理論 / Aubry-Mather理論 / 分数冪時間微分を持つ方程式
研究開始時の研究の概要

制御問題,力学系,界面運動に現れる,Hamilton-Jacobi方程式,平均曲率流方程式,Fokker-Planck方程式,分数冪時間微分を持つ方程式といった非線形性や特異性の強い偏微分方程式に対して長時間挙動,均質化問題,離散スキームの収束といった漸近解析を行う.特に,力学系理論,確率論に現れる概念を新しく取り入れることで,偏微分方程式の粘性解理論に対して新しい手法を導入することを目指す.

研究成果の概要

補助事業期間(令和1年度~令和4年度)では,5つのテーマ,(テーマ1). ハミルトン・ヤコビ・ベルマン方程式の漸近解析(長時間挙動,均質化問題,定常問題の解構造),(テーマ2).結晶成長をモデルとした方程式に関する漸近解析(漸近速度,長時間挙動),(テーマ3).1階平均場ゲーム理論における割引問題の弱解の存在と割引消去問題の解析,(テーマ4)時間分数冪非線形方程式の解析(離散スキームの導入,粘性解と超関数解の同値性),(テーマ5)外力付き平均曲率流方程式の解析(Dirichlet問題の解の勾配発散と長時間挙動,Neumann問題のリプシッツ評価)について,重要な結果を得ることができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

補助事業期間中に,制御問題,力学系に現れるハミルトン・ヤコビ・ベルマン方程式,平均場ゲーム連立系,界面運動に現れる結晶成長をモデルとした生成伝播モデル方程式,外力付き平均曲率流方程式,土壌中の汚染物質の拡散や,不均質な媒体での拡散現象を記述する時間分数冪非線形方程式に対して計画していた研究を進展することができた.これらの研究において,従来の研究では不十分であった粘性解的手法の開発に成功した.これらは,偏微分方程式論における粘性解理論,弱KAM理論において重要な学術的意義,社会的意義を持つと期待できる.

報告書

(5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
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 11件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 10件、 招待講演 18件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] ウィスコンシン大学マディソン校(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] キング・アブドゥラー科学技術大学(サウジアラビア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Wisconsin-Madison(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] キング・アブドゥッラー科学技術大学(サウジアラビア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 精華大学(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Hung V. Tran/University of Wisconsin, Madison(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Yifeng Yu/University of California, Irvine(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] On the equivalence of viscosity solutions and distributional solutions for the time-fractional diffusion equation2022

    • 著者名/発表者名
      Giga Yoshikazu、Mitake Hiroyoshi、Sato Shoichi
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 316 ページ: 364-386

    • DOI

      10.1016/j.jde.2022.01.057

    • NAID

      120007145351

    • 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] The large time profile for Hamilton-Jacobi-Bellman equations2022

    • 著者名/発表者名
      D. A. Gomes, H. Mitake, H. V. Tran
    • 雑誌名

      Math. Ann.

      巻: 384 号: 3-4 ページ: 1409-1459

    • DOI

      10.1007/s00208-021-02320-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Level-set forced mean curvature flow with the Neumann boundary condition2022

    • 著者名/発表者名
      J. Jang, D. Kwon, H. Mitake, H. V. Tran
    • 雑誌名

      J. Math. Pures Appl.

      巻: 168 ページ: 143-167

    • DOI

      10.1016/j.matpur.2022.11.002

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Existence of asymptotic speed of solutions to birth and spread type nonlinear partial differential equations2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Giga, H. Mitake, T. Ohtsuka, H. V. Tran,
    • 雑誌名

      Indiana Univ. Math. J.

      巻: 70 ページ: 121-156

    • NAID

      120006501211

    • 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] Large time behavior for a Hamilton-Jacobi equation in a critical Coagulation-Fragmentation model2021

    • 著者名/発表者名
      H. Mitake, H. V. Tran, T. S. Van
    • 雑誌名

      Commun. Math. Sci.

      巻: 19 ページ: 495-512

    • 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] Remarks on the generalized Cauchy-Dirichlet problem for graph mean curvature flow with driving force2021

    • 著者名/発表者名
      H. Mitake, L. Zhang
    • 雑誌名

      Partial Differ. Equ. Appl.

      巻: 2 号: 3 ページ: 1-24

    • DOI

      10.1007/s42985-020-00066-4

    • 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] Generalized ergodic problems: existence and uniqueness structures of solutions2020

    • 著者名/発表者名
      W. Jing, H. Mitake, H. V. Tran
    • 雑誌名

      J. Differential Equations

      巻: 268 号: 6 ページ: 2886-2909

    • DOI

      10.1016/j.jde.2019.09.046

    • 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] Discrete schemes for time-fractional fully nonlinear evolution equations and their convergence2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Giga, Q. Liu, H. Mitake
    • 雑誌名

      Asymptot. Anal.

      巻: accepted 号: 1-2 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3233/asy-191583

    • 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] The selection problem for some first-order stationary Mean-field games2020

    • 著者名/発表者名
      D. A. Gomes, H. Mitake, K. Terai,
    • 雑誌名

      Networks & Heterogeneous Media

      巻: 15 号: 4 ページ: 681-710

    • DOI

      10.3934/nhm.2020019

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A level set approach for multi-layered interface systems2020

    • 著者名/発表者名
      Mitake Hiroyoshi、Ninomiya Hirokazu、Todoroki Kenta
    • 雑誌名

      Interfaces and Free Boundaries

      巻: 22 号: 4 ページ: 383-400

    • DOI

      10.4171/ifb/444

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Remarks on large time behavior of level-set mean curvature flow equations with driving and source terms2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Giga, H. Mitake and H. V. Tran
    • 雑誌名

      Discrete Contin. Dyn. Syst. Ser. B

      巻: Online First 号: 10 ページ: 3983-3999

    • DOI

      10.3934/dcdsb.2019228

    • NAID

      120006643619

    • 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] Rate of Convergence in Periodic Homogenization of Hamilton-Jacobi Equations: The Convex Setting2019

    • 著者名/発表者名
      H. Mitake, H. V. Tran, Y. Yu
    • 雑誌名

      Archive for Rational Mechanics and Analysis

      巻: 印刷中 号: 2 ページ: 901-934

    • DOI

      10.1007/s00205-019-01371-y

    • 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] On the equivalence of viscosity solutions and distributional solutions for the time-fractional diffusion equation2022

    • 著者名/発表者名
      H. Mitake
    • 学会等名
      Inverse Problems and Control for PDEs and the Hamilton-Jacobi Equation
    • 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] On Lipschitz regularity for level-set forced mean curvature flow under the Neumann boundary condition2022

    • 著者名/発表者名
      H. Mitake
    • 学会等名
      RIMS共同研究(公開型)「発展方程式論の革新:異分野との融合がもたらす理論の深化」
    • 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] On Lipschitz regularity for level-set forced mean curvature flow under the Neumann boundary condition2022

    • 著者名/発表者名
      H. Mitake
    • 学会等名
      NTU-Tokyo joint conference
    • 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] 時間分数冪拡散方程式に対する粘性解と超関数解の同値性2022

    • 著者名/発表者名
      H. Mitake
    • 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] On weak solutions to first-order discount mean field games2022

    • 著者名/発表者名
      三竹大寿,寺井健悟
    • 学会等名
      日本数学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] On the equivalence of viscosity solutions and distributional solutions for the time-fractional diffusion equation2021

    • 著者名/発表者名
      H. Mitake
    • 学会等名
      The Hong Kong University of Science and Technology, PDE seminar
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On weak solutions to first-order discount mean field games2021

    • 著者名/発表者名
      H. Mitake
    • 学会等名
      OIST Analysis Seminar (online)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Large time behavior for a Hamilton-Jacobi equation in a critical Coagulation-Fragmentation model2020

    • 著者名/発表者名
      H. Mitake
    • 学会等名
      2020 Seoul-Tokyo Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 退化粘性Hamilton--Jacobi方程式の長時間挙動2020

    • 著者名/発表者名
      H. Mitake
    • 学会等名
      2020年度「微分方程式の総合的研究」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 凝結・分裂モデルに現れるハミルトン・ヤコビ方程式2020

    • 著者名/発表者名
      H. Mitake
    • 学会等名
      第38回 九州における偏微分方程式研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 外力付き平均曲率流方程式の一般化ディリクレ問題について2020

    • 著者名/発表者名
      三竹 大寿
    • 学会等名
      九州関数方程式セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 粘性ハミルトン・ヤコビ方程式に対する弱KAM理論とその応用2019

    • 著者名/発表者名
      三竹 大寿
    • 学会等名
      第688回早稲田大学 応用解析研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 退化粘性ハミルトン・ヤコビ方程式とその解の漸近形について2019

    • 著者名/発表者名
      三竹 大寿
    • 学会等名
      金沢解析セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On approximation of time-fractional fully nonlinear equations2019

    • 著者名/発表者名
      三竹 大寿
    • 学会等名
      Recent Progress in Nonlinear Partial Differential Equations
    • 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] The large-time profile for Hamilton--Jacobi--Bellman equations2019

    • 著者名/発表者名
      三竹 大寿
    • 学会等名
      New trends in Hamilton-Jacobi: PDE, Control, Dynamical Systems and Geometry
    • 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] On the generalized Dirichlet problem for graph mean curvature flow with driving force2019

    • 著者名/発表者名
      三竹 大寿
    • 学会等名
      RIMS共同研究(公開型)「非線形偏微分方程式における定性的理論」
    • 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] On birth and spread type nonlinear partial differential equations2019

    • 著者名/発表者名
      三竹 大寿
    • 学会等名
      Geometric and Analysis
    • 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] 退化粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の弱KAM理論2019

    • 著者名/発表者名
      三竹 大寿
    • 学会等名
      第7回ハミルトン系とその周辺
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 退化粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の解の長時間挙動2019

    • 著者名/発表者名
      三竹 大寿
    • 学会等名
      京都大学NLPDE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・シンポジウム開催] 国際研究集会「Geometric Aspects of Partial Differential Equations」2023

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 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2019

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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