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保存則方程式の初期値問題に対するエントロピー解の安定性について

研究課題

研究課題/領域番号 22K03349
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12010:基礎解析学関連
研究機関新潟大学

研究代表者

應和 宏樹  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (10549158)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード偏微分方程式 / 保存則方程式 / 安定性
研究開始時の研究の概要

本研究の基本となる証明テクニックは,S. Kruzhkovによって与えられたエントロピー解の一意性に関する証明手法とC. Dafermosによって与えられた波面追跡法によるエントロピー解の存在性に関する証明手法の組み合わせである.この証明テクニックを用いて,1次元保存則方程式の初期値問題に対するエントロピー解の安定性について考察する.

研究実績の概要

本年度は,まず,平衡則方程式の初期値問題に対するエントロピー解の流束関数と初期値に関する空間局所的な安定性を示した.より正確に,流束関数とソース関数が局所リプシッツ連続,初期値が有界変動関数の仮定の下で,その初期値問題のエントロピー解の流束関数と初期値に関する空間局所的な連続依存性を示した.その結果,従来必要であった「流束関数とソース関数が2階連続微分可能である」の仮定をより一般の仮定に変更することができた.
次に,保存則方程式の初期値問題の波面追跡法から構成される近似解の一意収束性を示した.より正確に,流束関数が局所リプシッツ連続,初期値がL^\infty関数の仮定の下で,その初期値問題の波面追跡法から構成される近似解が一意極限に収束することを示した.その結果,従来必要であった「初期値が有界変動関数である」の仮定をより一般の仮定に変更することができた.
上記2つの結果の拡張として,流束関数が局所リプシッツ連続,ソース関数がリプシッツ連続,初期値がL^\infty関数の仮定の下で,平衡則方程式の初期値問題に対するエントロピー解の一意可解性を示した.その結果,従来必要であった「流束関数とソース関数が十分に滑らかである」などの仮定をより一般の仮定に変更することができた.
最後に,相転移などの物理現象を記述するある不連続な流束をもつ保存則方程式の初期値問題の可解性について考察し,ある一定の成果を得ることができた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

保存則方程式及び平衡則方程式の初期値問題に対するエントロピー解の安定性についての研究を行い,意図した研究成果を得ることができた. 当初の予定通り研究を推進できており,おおむね順調に進展していると言える.

今後の研究の推進方策

今後は,より一般の形をした平衡則方程式の初期値問題に対するエントロピー解の流束関数と初期値に関する安定性についての研究を行う予定である.また,保存則方程式の初期値問題に対するエントロピー解と波面追跡法から構成される近似解の一意極限との関係性についての研究も行う予定である.さらに,余裕があった場合は,不連続な流束をもつ保存則方程式の初期値問題の可解性についての研究も行う予定である.

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Continuous dependence on the initial and flux functions for solutions of balance laws2024

    • 著者名/発表者名
      Takanori Ebata and Hiroki Ohwa
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Analysis and Applications

      巻: 529 号: 1 ページ: 127556-127556

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2023.127556

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability of solutions constructed by the wave front tracking method for conservation laws2023

    • 著者名/発表者名
      Takanori Ebata and Hiroki Ohwa
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis: Real World Applications

      巻: 69 ページ: 103717-103717

    • DOI

      10.1016/j.nonrwa.2022.103717

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous dependence on the initial and flux functions for solutions of conservation laws2023

    • 著者名/発表者名
      Takanori Ebata and Hiroki Ohwa
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis: Real World Applications

      巻: 73 ページ: 103893-103893

    • DOI

      10.1016/j.nonrwa.2023.103893

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 一般の平衡則方程式のエントロピー解の初期値と流束に関する連続依存性2024

    • 著者名/発表者名
      江幡 隆典,應和 宏樹
    • 学会等名
      日本数学会2024年度年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 平衡則方程式の解の初期値と流束に関する連続依存性2023

    • 著者名/発表者名
      江幡 隆典,應和 宏樹
    • 学会等名
      日本数学会2023年度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 非斉次項をもつ保存則方程式の解の初期値と流束に関する連続依存性2023

    • 著者名/発表者名
      江幡 隆典
    • 学会等名
      信州若里偏微分方程式セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 平衡則方程式のエントロピー解の一意可解性2023

    • 著者名/発表者名
      冨田 恭兵,江幡 隆典,應和 宏樹
    • 学会等名
      第49回発展方程式研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] L^\infty初期値をもつ保存則方程式の波面追跡法から構成される近似解の一意極限2023

    • 著者名/発表者名
      江幡 隆典,應和 宏樹
    • 学会等名
      第49回発展方程式研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 非斉次項をもつ保存則方程式のエントロピー解の初期値と流束に関する連続依存性2023

    • 著者名/発表者名
      平栗 万優子,江幡 隆典,應和 宏樹
    • 学会等名
      第49回発展方程式研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ある不連続な流束をもつ保存則方程式の可解性について2023

    • 著者名/発表者名
      若林 一貴,山下 真里奈,應和 宏樹
    • 学会等名
      第49回発展方程式研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 保存則方程式の波面追跡アルゴリズムの一般化2022

    • 著者名/発表者名
      半澤 諒,若林 一貴,平栗 万優子,應和 宏樹
    • 学会等名
      第48回発展方程式研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 保存則方程式の解の初期値と流束に関する連続依存性2022

    • 著者名/発表者名
      中山 一樹,江幡 隆典,山下 真里奈,應和 宏樹
    • 学会等名
      第48回発展方程式研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 保存則方程式のエントロピー解集合の閉包から構成される解2022

    • 著者名/発表者名
      江幡 隆典,應和 宏樹
    • 学会等名
      第48回発展方程式研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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