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非線形偏微分方程式の大域的適切性

研究課題

研究課題/領域番号 20224013
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 基礎解析学
研究機関早稲田大学 (2011-2012)
東北大学 (2009-2010)

研究代表者

小薗 英雄  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00195728)

研究分担者 柳田 英二  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80174548)
石毛 和弘  東北大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (90272020)
中村 誠  山形大学, 理学部, 教授 (70312634)
久保 英夫  北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50283346)
金田 行雄  愛知工業大学, 工学部, 教授 (10107691)
石原 卓  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10262495)
芳松 克則  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70377802)
隠居 良行  九州大学, 大学院・数理学研究院, 教授 (80243913)
栄 伸一郎  九州大学, マス・フォア・インダストリ, 教授 (30201362)
研究期間 (年度) 2008 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
146,120千円 (直接経費: 112,400千円、間接経費: 33,720千円)
2012年度: 40,820千円 (直接経費: 31,400千円、間接経費: 9,420千円)
2011年度: 35,360千円 (直接経費: 27,200千円、間接経費: 8,160千円)
2010年度: 35,360千円 (直接経費: 27,200千円、間接経費: 8,160千円)
2009年度: 34,580千円 (直接経費: 26,600千円、間接経費: 7,980千円)
キーワード非線形解析学 / 偏微分方程式論 / 調和解析学 / 関数解析学 / Keller-Segel 方程式系 / Navier-Stokes 方程式 / 弱解の一意性 / 時間大域的弱解 / L^p-L^r-型評価 / 最大正則性定理 / 関数方程式 / 非線形偏微分方程式 / keller-Segel系 / タイプI型爆発解 / タイプII型爆発解 / 自己相似解 / 局所存在定理 / Navier-Stokes方程式 / 強エネルギー不等式 / 非斉次境界値問題
研究概要

まずKeller-Segel方程式系の解の局所存在定理と有限時間爆発について考察した.一般高次元の領域において,放物型-楕円型の半線型Keller-Segel方程式系のCauchy問題に対して,初期データが可積分および p-乗可積分空間に属するとき,解の局所存在時間の特徴付けを行った.また,初期データの全積分量と2次モーメントの比が,解の有限時刻における爆発にどのような影響を及ぼすかを方程式に現れる係数との相関も含めて明らかにした.応用として,解の爆発時刻付近での漸近挙動は,pに依存して決まる一定の指数オーダーの比率で爆発するのか,あるいは全積分量がある定数以上の振幅で振動するかの二者択一であることを証明した.次に多重連結領域における非斉次境界条件下でのNavier-Stokes方程式の定常問題を考察した.与えらた境界値がそれぞれの境界の連結成分における流量の総和がゼロという条件下では同問題の可解性は未解決である.本研究では,境界値の領域全体へのソレノイダル拡張されたベクトル場の調和部分が非自明な定常Euler 方程式系から決まる圧力勾配と直交していれば,すべての粘性係数について可解であることを証明した.更に応用として,Leray の不等式の整合性と領域の位相幾何学的な性質との関連を特徴づけた.

評価記号
検証結果 (区分)

A

報告書

(5件)
  • 2013 研究進捗評価(検証) ( PDF )
  • 2012 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書   自己評価報告書 ( PDF )
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2012 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (21件) (うち査読あり 20件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Existence and uniqueness theorem on mild solutions to the Keller-Segel system2012

    • 著者名/発表者名
      KOZONO,H., Sugiyama, Y., Wachi, T.,
    • 雑誌名

      J. Differential Equations

      巻: 252 号: 2 ページ: 1213-1228

    • DOI

      10.1016/j.jde.2011.08.025

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the stationary Navier-Stokes flows around a rotating body2012

    • 著者名/発表者名
      Heck, H., Kim, H., Kozono, H.,
    • 雑誌名

      Manuscripta Math.

      巻: 138 号: 3-4 ページ: 315-345

    • DOI

      10.1007/s00229-011-0494-1

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Existence and uniqueness theorem on weak solutions to the parabolic-elliptic Keller-Segel system2012

    • 著者名/発表者名
      Kozono,H., Sugiyama,Y., Yahagi,Y.,
    • 雑誌名

      J. Differential Equations

      巻: 253 号: 7 ページ: 2295-2313

    • DOI

      10.1016/j.jde.2012.06.001

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global weak solutions of the Navier-Stokes equations with nonhomogeneous boundary data and divergence2011

    • 著者名/発表者名
      Farwig,R.,Kozono,H., Sohr,H.
    • 雑誌名

      Rend. Semin. Mat. Univ. Padova

      巻: 125 ページ: 51-70

    • DOI

      10.4171/rsmup/125-4

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-existence of finite-time self-similar solutions of the Keller-Segel system in the scaling invariant class2010

    • 著者名/発表者名
      Kozono,H.,Sugiyama,Y.,Takada.R
    • 雑誌名

      J. Math. Anal. Appl.

      巻: 365 号: 1 ページ: 60-66

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2009.09.063

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blow-up set for a semilinear heat equation with small diffusion2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Fujishima, K.Ishige
    • 雑誌名

      J.Differential Equations 249

      ページ: 1056-1077

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parabolic quasi-concavity for solutions to parabolic problems in convex rings2010

    • 著者名/発表者名
      K.Ishige, P.Salani
    • 雑誌名

      Math.Nachr.(雑誌Math.Nachr.のEditor Choice を受賞) 283

      ページ: 1526-1548

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-existence of finite-time self-similar solutions of the Keller-Segel system in the scaling invariant class2010

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄・杉山由恵・高田了
    • 雑誌名

      J.Math.Anal.Appl.

      巻: 365巻 ページ: 60-66

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strong solutions to the Keller-Segel system with the weak $L^{¥frac{n}{2}}$ initial data and its application to the blow-up rate2010

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄・杉山由恵
    • 雑誌名

      Math.Nach.

      巻: 283巻 ページ: 732-751

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global weak solutions of the Navier-Stokes system with nonzero boundary conditions2010

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄・R.Farwig,・H.Sohr
    • 雑誌名

      Funkcialaj Ekvacioj

      巻: 51巻 ページ: 231-247

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonhomogeneous boundary value problems for stationary Navier-Stokes equations in a bounded domain with a multiply connected boundary2009

    • 著者名/発表者名
      Kozono,H.,Yanagisawa,T
    • 雑誌名

      Pacific Math. J.

      巻: 243 号: 1 ページ: 127-150

    • DOI

      10.2140/pjm.2009.243.127

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Leray's problem on the stationary Navier-Stokes equations with inhomogeneous boundary data2009

    • 著者名/発表者名
      Kozono,H.,Yanagisawa,T
    • 雑誌名

      Math. Z.

      巻: 262 号: 1 ページ: 27-39

    • DOI

      10.1007/s00209-008-0361-2

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global DIV-CURL Lemma in bounded domains in $R^3$2009

    • 著者名/発表者名
      Kozono,H.,Yanagisawa,T
    • 雑誌名

      Jour. Funct. Anal.

      巻: 256 号: 11 ページ: 3847-3859

    • DOI

      10.1016/j.jfa.2009.01.010

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global strong solution to the semi-linear Keller-Segel system of parabolic-parabolic type with small data in scale invariant spaces2009

    • 著者名/発表者名
      Kozono,H., Sugiyama,Y
    • 雑誌名

      J. Differential Equations

      巻: 247 号: 1 ページ: 1-32

    • DOI

      10.1016/j.jde.2009.03.027

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] $L^r$-variational inequality for vector Fields and the Helmholtz-Weyl decomposition in bounded domains2009

    • 著者名/発表者名
      Kozono,H.,Yanagisawa,T
    • 雑誌名

      Indiana Univ. Math. J.

      巻: 58 号: 4 ページ: 1853-1920

    • DOI

      10.1512/iumj.2009.58.3605

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Leray's problem on the stationary Navier-Stokes equations with inhomogeneous boundary data2009

    • 著者名/発表者名
      Kozono, H., Yanagisawa, T.
    • 雑誌名

      Math.Z. 262

      ページ: 27-39

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global DIV-CURL Lemma in bounded domains in R^32009

    • 著者名/発表者名
      Kozono, H, Yanagisawa, T
    • 雑誌名

      Jour.Funct. Anal 256

      ページ: 847-3859

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] L^r-variational inequality for vector fields and the Helmholtz-Weyl decomposition in boundeddomains2009

    • 著者名/発表者名
      Kozono, H., Yanagisawa, T.
    • 雑誌名

      Indiana Univ.Math.J. 58

      ページ: 1853-1920

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Keller-Segel system of parabolic-parabolic type with initial data in weak $L^{n/2}(R^n)$ and its application to the self-similar solution2008

    • 著者名/発表者名
      Kozono,H., Sugiyama,Y
    • 雑誌名

      Indiana Univ. Math. J.

      巻: 57 号: 4 ページ: 1467-1500

    • DOI

      10.1512/iumj.2008.57.3316

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local existence and finite time blow-up in the 2-D Keller-Segel system2008

    • 著者名/発表者名
      Kozono,H., Sugiyama,Y.
    • 雑誌名

      J. Evol. Equ.

      巻: 8 号: 2 ページ: 353-378

    • DOI

      10.1007/s00028-008-0375-6

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remarks on Gagliardo-Nirenberg type inequality with critical Sobolev space and BMO,2008

    • 著者名/発表者名
      Kozono,H.,Wadade,H
    • 雑誌名

      Math. Z.

      巻: 259 号: 4 ページ: 953-950

    • DOI

      10.1007/s00209-007-0258-5

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Uniqueness criterion of weak solutions to the Navier-Stokes equations in general unbounded domains2012

    • 著者名/発表者名
      Hideo KOZONO
    • 学会等名
      POSTECH Summer Workshop on Application and Analysis on PDEs
    • 発表場所
      Postech, Pohang, Korea
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Uniqueness of weak solutions to the Navier-Stokes equations in general unbounded domains2012

    • 著者名/発表者名
      Hideo KOZONO
    • 学会等名
      Workshop on Complex Fluids
    • 発表場所
      TU Darmstadt, Germany
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Generalized Lax-Milgram theorem in Banach spaces and its application to the elliptic system of boundary value problems2011

    • 著者名/発表者名
      Hideo KOZONO
    • 学会等名
      VORTICITY, ROTATION AND SYMMETRY (II) , REGULARITY OF FLUID MOTION
    • 発表場所
      Luminy, France
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Blow-up for a semilinear parabolic equation with large diffusion on R^N2010

    • 著者名/発表者名
      石毛和弘
    • 学会等名
      4^<th> Euro-Japanese Workshop on Blow-up
    • 発表場所
      Lorentz Center, Leiden
    • 年月日
      2010-09-10
    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [学会発表] Global compensated compactness theorem for general differential operators of first order.2010

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄
    • 学会等名
      The 8th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Leray's inequality in 3D multi-connected domains2009

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄
    • 学会等名
      Workshop on Mathematical Aspects of Hydrodynamics
    • 発表場所
      Mathematisches Forschungsinstitut Oberwolfach, Oberwolfach, Germany
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Leray's inequality in 3D domains2009

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄
    • 学会等名
      International Conference on Parabolic Equations 2009
    • 発表場所
      Banach Center, Bedlewo, Poland
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 領域の位相不変量と定常ナビエ・ストークス方程式の可解性について2009

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄
    • 学会等名
      中央大学 第49回 Encounter with Mathematics 流体基礎方程式 いろいろな視点から見た流体方程式」
    • 発表場所
      中央大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Leray's inequality in 3D multi-connected domains2009

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄
    • 学会等名
      Workshop on Mathematical Aspects of Hydrodynamics
    • 発表場所
      Mathematisches Forschungsinstitut Oberwolfach, Oberwolfach, Ger many
    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [学会発表] Global Div-Curl Lemma in 3D bounded domains2009

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄
    • 学会等名
      International Conference on HarmonicAnalysis and Partial Differential Equations with Applications
    • 発表場所
      Beijing Normal University(Beijing, China)
    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [学会発表] Leray's inequality in 3D domains2009

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄
    • 学会等名
      International Conference on Parabolic Equations2009 : On the occasion of Prof.Herbert Amann's 70h birthday
    • 発表場所
      Banach Center(Bedlewo, Poland)
    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [学会発表] Global Div-Curl Lemma in 3D bounded domains2009

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄
    • 学会等名
      German-Japanese International Trainning Groups Waseda-Darmstadt University Mathematical Fluid Dynamics Launching Workshop
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [学会発表] Global Div-Curl Lemma on bounded domains in $R^3$.2008

    • 著者名/発表者名
      小薗英雄
    • 学会等名
      Vorticity, Rotation and Symmetry-Stabilizing and Destabilizing Fluid Motion C.I.R.M.
    • 発表場所
      Luminy, France
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.math.tohoku.ac.jp/researchfields/kozono.html

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] ホームページ

    • URL

      http://www.math.tohoku.ac.jp/researchfields/kozono.html

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2019-07-29  

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