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反応拡散方程式と関連する自由境界問題の研究

研究課題

研究課題/領域番号 24540220
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 大域解析学
研究機関早稲田大学

研究代表者

山田 義雄  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20111825)

連携研究者 大谷 光春  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30119656)
田中 和永  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20188288)
廣瀬 宗光  明治大学, 理工学部, 准教授 (50287984)
中島 主恵  東京海洋大学, 海洋科学部, 准教授 (10318800)
竹内 慎吾  芝浦工業大学, システム理工学部, 准教授 (00333021)
久藤 衡介  電気通信大学, 情報理工学研究科, 准教授 (40386602)
若狭 徹  九州工業大学, 工学研究院, 准教授 (20454069)
大枝 和浩  早稲田大学, グローバルエデュケーションセンター, 助教 (70580364)
研究協力者 兼子 裕大  
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード反応拡散方程式 / 自由境界問題 / 数理生態学 / 非線形現象 / 正値定常解 / 非局所項 / ロジスティック方程式 / 漸近挙動 / 大域的漸近安定性 / 非局所問題
研究成果の概要

本研究では反応拡散方程式に対する自由境界問題を解析した。この問題は数理生態学における,外来生物などの生物種の侵入・移動をモデルとしており,種の個体数密度とその生息領域が時間とともにどのように変化するかを調べることが目的である。個体数密度は反応拡散方程式で記述され,生息領域の境界(またはその一部)の運動はステファン型の自由境界条件で支配されるとする。このとき種が絶滅に至るか、あるいは生息領域が無限に拡がるとともに種が存続するか, その挙動のメカニズムを理論的に解明できた。また,生息領域が拡大する際の速度はどのように定まるか?などの問題についても詳細な結果を得ることができた。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 13件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Global-in-time behavior of Lotka-Volterra system with diffusion: Skew-symmetric case2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Suzuki and Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Indiana University Mathematics Journal

      巻: 64 号: 1 ページ: 181-216

    • DOI

      10.1512/iumj.2015.64.5460

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On logistic diffusion equations with nonlocal interaction terms2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis

      巻: 118 ページ: 51-62

    • DOI

      10.1016/j.na.2015.01.016

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nonlinear diffusion equations with cross-diffusion: Reaction-diffusion equations appearing in mathematical ecology2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Sugaku Expositions, American Mathematical Society

      巻: 未定

    • NAID

      10031177301

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remarks on spreading and vanishing for free boundary problems of some reaction-diffusion equations2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kaneko, kazuhiro Oeda and Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Funkcialaj Ekvacioj

      巻: 57 ページ: 449-465

    • NAID

      130004927737

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Global-in-time behavior of the solution to a Gierer-Meinhardt system2013

    • 著者名/発表者名
      Georgia Karali, Takashi Suzuki and Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems

      巻: 33 号: 7 ページ: 2885-2900

    • DOI

      10.3934/dcds.2013.33.2885

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global-in-time behavior of the solution to a Gierer-Meinhardt system2013

    • 著者名/発表者名
      Georgia Karali, Takashi Suzuki, Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remarks on spreading and vanishing for free boundary problems of some reaction-diffusion equations2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kaneko, Kazuhiro Oeda, Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Funkcialaj Ekvacioj

      巻: 未定

    • NAID

      130004927737

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient and asymptotic dynamics for a prey-predator system with diffusion2012

    • 著者名/発表者名
      Evangelos Latos, Takashi Suzuki, Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Mathematical Methods in the Applied Sciences

      巻: 35 号: 9 ページ: 1101-1109

    • DOI

      10.1002/mma.2524

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 交差拡散を伴う非線形拡散方程式系‐数理生態学に現れる反応拡散方程式系‐2012

    • 著者名/発表者名
      山田義雄
    • 雑誌名

      日本数学会「数学」

      巻: 64 ページ: 384-406

    • NAID

      10031177301

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On limit systems for some population models with cross-diffusion2012

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Kuto and Yoshio Yamada
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems B

      巻: 17 号: 8 ページ: 2745-2769

    • DOI

      10.3934/dcdsb.2012.17.2745

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Multiple spreading phenomena for a certain class of free boundary problems of reaction diffusion equations2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      The 11th Japanese-German International Workshop on Mathematical Fluid Dynamics
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非局所効果を伴うロジスティック型拡散方程式2014

    • 著者名/発表者名
      山田義雄
    • 学会等名
      2015夏の偏微分方程式セミナー ; Workshop on evolution equations and related topics
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2014-08-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Logistic diffusion equations with nonlocal effects in population biology2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      The 10th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications,
    • 発表場所
      マドリッド(スペイン)
    • 年月日
      2014-07-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spreading and vanishing dichotomy for some free boundary problems in population biology2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      International Symposium on Applied Analysis in Honour of the 65 th Birthday of Prof. Michel Chipot and his Retirement
    • 発表場所
      チューリッヒ大学、チューリッヒ(スイス)
    • 年月日
      2014-06-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 反応拡散方程式と分岐2013

    • 著者名/発表者名
      山田義雄
    • 学会等名
      第5回 東北 楕円型・放物型微分方程式研究集会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Remarks on logistic diffusion equations with nonlocal effects

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      同済大学PDEセミナー
    • 発表場所
      同済大学、上海、中国、
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spreading and vanishing for some free boundary problems in population dynamics

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      Workshop on Nonlinear Equations in Population Biology
    • 発表場所
      華東師範大学,Center for PDE,上海,中国
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On limit systems for some Lotka-Volterra models with cross-diffusion

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      首都師範大学研究報告会
    • 発表場所
      首都師範大学、北京、中国
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Asymptotic behavior of solutions for some free boundary problems in population biology

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      Workshop on New Mathematical Developments Arising in Ecology, Epidemiology and Environmental Sciences
    • 発表場所
      北京大学,Beijing International Center for Mathematical Researches,北京,中国
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On logistic equations with diffusion and nonlocal terms

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      RIMS研究集会「常微分方程式の定性的理論の新展開」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spreading and vanishing for free boundary problems in ecology

    • 著者名/発表者名
      Yosho Yamda
    • 学会等名
      5th Polish-Japanese Days on Nonlinear Analysis in interdisciplinary Sciences
    • 発表場所
      関西セミナ‐ハウス、京都
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Free boundary problems for reaction-diffusion equations in ecology

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      Seminar of Applied Mathematics, Univ. Compultense de Madrid
    • 発表場所
      コンプルテンセ大学、マドリード
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On logisitic equations with diffusion and nonlocal effects

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      Workshop on Nonlocal Problems--in the framework of the EU Programme FIRST
    • 発表場所
      チューリッヒ大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spreading and vanishing dichotomy for some free boudnary problems in ecology

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yamada
    • 学会等名
      Swiss-Japanese Seminar
    • 発表場所
      チューリッヒ大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] Yamada Lab. Home Page

    • URL

      http://www.f.waseda.jp/yamada/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] Yamada Lab. Home Page

    • URL

      http://www.f.waseda.jp/yamada/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 早稲田大学理工学術院応用数理学科山田義雄研究室

    • URL

      http://www.apmath.sci.waseda.ac.jp/professors/yamada.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] Yamada Lab. Home Page

    • URL

      http://www.f.waseda.jp/yamada/

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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