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2015 年度 実績報告書

臨界冪分散型及び消散型波動と解の性質

研究課題

研究課題/領域番号 15H03630
研究機関大阪大学

研究代表者

林 仲夫  大阪大学, 理学研究科, 教授 (30173016)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
キーワードScattering operator / Nonlinear Klein-Gordon / Hartree type / Modified wave operator / NLS systems / Nondecaying final data / Dissipative NLS / Large time aymptotics
研究実績の概要

ハートリー型非線形項を持ったシュレデンガー方程式の相対論版であるクライン・ゴルドン方程式の研究を行なった。この方程式はポテンシャルの減衰によって解の性質が2つに分かれることがシュレデンガー方程式の研究によって予想される。我々はポテンシャルの減衰が臨界冪より早い場合(short range potential)に、ある関数空間の原点近傍で解が安定であることを示し、その結果散乱作用素の存在を示すことに成功した。この結果は空間3次元の場合には既に知られた結果であったが、我々は方程式固有の作用素を利用することによって従来の結果を一般次元に拡張した。この成果は既に国際誌に掲載されている。
2次の非線形項を持ったシュレデンガー方程式系を空間次元が2次元の場合に考察した。2次元2次の非線形項は臨界冪と考えられており、解は線形方程式の解と異なる振る舞いをすることが知られている。我々は解の振る舞いを決定するためにどのような条件を初期値に要求すれば良いかに焦点をあて研究を行い、初期値のフーリエ変換が必ずしも無限遠方で減衰している必要がないことを発見した。これにより原点近傍における初期値の特異性条件を改良できたことがわかる。この成果は既に国際誌に掲載されている。
冪乗型非線形項が消散項として働く非線形シュレデンガー方程式の研究を行なった。臨界冪をこえる場合、解は線形解の近傍で安定であること、臨界冪の場合、解は線形解より対数関数のオーダーで時間減衰が早いことが知られている。我々は非線形項の階数が臨界冪未満の場合に焦点をあて考察し、従来の解の時間減衰評価に関する結果を、変数分離型常微分方程式に問題を帰着させることによって高次元の場合に拡張した。さらに非線形項の階数においても従来の結果の改良をおこなった。この成果は既に国際誌に掲載されている。

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

臨界冪非線形シュレデンガー方程式系の終値問題、冪乗型非線形項が消散項として働く非線形シュレデンガー方程式の時間減衰評価において当初考えていた成果を得ることができた。また臨界冪ではないがハートリー型非線形を持つ非線形クライン・ゴルドン方程式の解の振る舞いを示すことができ、この研究を臨界冪を持つ方程式の研究に発展させている状況である。
臨界冪非線形項を持つ高次元消散型波動方程式の時間大域解の存在は未解決問題として残されたものである。我々は重み付き関数空間を利用することによってこの問題を解決した。この結果は査読付き国際誌に投稿中である。また臨界冪非線形項を持つ高次分散型方程式の研究を行い、成果を論文としてまとめている状況にある。

今後の研究の推進方策

臨界冪非線形項を持つ高次分散型方程式の共同研究を海外共同研究者 Naumkin, Kaikina と継続して行う。また非線形シュレデンガー方程式系の共同研究をを海外共同研究者 李 と継続して行う。講演を通して研究成果を内外に発信することに務める。専門家との意見交換を積極的に行うことにより成果の評価を客観的に把握し研究にいかす。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 7件) 学会・シンポジウム開催 (3件)

  • [国際共同研究] UNAM, Morelia(メキシコ)

    • 国名
      メキシコ
    • 外国機関名
      UNAM, Morelia
  • [国際共同研究] Yanbian University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Yanbian University
  • [雑誌論文] Nonlinear Schredinger systems in 2d with nondecaying final data2016

    • 著者名/発表者名
      N.Hayashi, C. Li and P.I. Naumkin
    • 雑誌名

      J. Differential Equations

      巻: 260 ページ: 1472-1495

    • DOI

      dx.doi.org/10.1016/j.jde.2015.09.033

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Time decay for nonlinear dissipative Schedinger equations2016

    • 著者名/発表者名
      N.Hayashi, C. Li and P.I. Naumkin
    • 雑誌名

      Advances in Mathematical Physics

      巻: 2016 ページ: ID 3702738

    • DOI

      dx.doi.org/10.1155/2016/3702738

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Scattering operator for semirelativistic Hartree type equation with a short range potential2015

    • 著者名/発表者名
      N.Hayashi, P. Naumkin and T.Ogawa
    • 雑誌名

      Differential Integral Equations

      巻: 28 ページ: 1085-1104

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Fourth-order nonlinear Schredinger equation in the critical case2016

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Nakao
    • 学会等名
      International Conference on Partial Differential Equations
    • 発表場所
      中国, 杭州, Jinhua, Zheijian Normal University
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高階非線形Schredinger方程式の時間大域解の存在について2016

    • 著者名/発表者名
      林 仲夫
    • 学会等名
      京都大学NLPDEセミナー
    • 発表場所
      京都大学理学研究科
    • 年月日
      2016-01-29 – 2016-01-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Large time asymptotics of solutions for the third-order Schredinger equation2016

    • 著者名/発表者名
      林 仲夫
    • 学会等名
      数理モデルにおける非線型消散・分散構造の臨界性の未開領域解明
    • 発表場所
      東北大学青葉山キャンパス 数理科学記念館(川井ホール)
    • 年月日
      2016-01-22 – 2016-01-24
    • 招待講演
  • [学会発表] Modified KdV 方程式と解の漸近的振る舞い2015

    • 著者名/発表者名
      林 仲夫
    • 学会等名
      非線形波動現象の数理に関する最近の進展, RIMS研究集会
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2015-10-14 – 2015-10-16
    • 招待講演
  • [学会発表] Large time asymptotics of solutions to the modified Korteweg-de Vries equation2015

    • 著者名/発表者名
      林 仲夫
    • 学会等名
      広島微分方程式研究会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2015-10-09 – 2015-10-10
    • 招待講演
  • [学会発表] Asymptotics of solutions to fourth order nonlinear Schredinger Equations2015

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Nakao
    • 学会等名
      Quasilinear Schredinger equations in Pauli Institute
    • 発表場所
      Pauli Institute, Austlia, Vienna
    • 年月日
      2015-09-28 – 2015-10-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Damped wave equation with a critical nonlinearity inhigher space dimensions2015

    • 著者名/発表者名
      林 仲夫
    • 学会等名
      愛媛大学解析セミナー
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2015-07-24 – 2015-07-24
    • 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] 偏微分方程式待兼山セミナーNo.232016

    • 発表場所
      大阪大学理学部E棟
    • 年月日
      2016-03-08 – 2016-03-08
  • [学会・シンポジウム開催] Critical Exponents and Nonlinear Evolution Equation2015

    • 発表場所
      東京理科大学神楽坂キャンパス
    • 年月日
      2015-11-07 – 2015-11-07
  • [学会・シンポジウム開催] Linear and Nonlinear waves No.132015

    • 発表場所
      滋賀県立県民交流センター
    • 年月日
      2015-11-03 – 2015-11-05

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公開日: 2017-01-06  

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