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2016 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Schredinger equation / Critical nonlinearity / Large time asymptotics / Scattering operator / Dissipative wave / Korteweg-de Vries / Dissipative NLS / Dirac equation
研究実績の概要

質量零条件のもとで微分を非線形項に含む3階非線形Schredinger方程式の時間大域的振る舞いの研究を行った. これは修正 Korteweg-de Vries方程式の複素数値版と考えられるものである. 我々は自由発展群の因数分解公式を用いて従来の減衰評価を改善することに成功した.この結果は国際誌に掲載されている.
臨界冪非線形項を持った4階非線形Schredinger型方程式の研究を行い, 微分を非線形項に含む場合は, 自己相似解の近傍で解が安定であること, 微分を非線形項に含まない場合は線形解よりも時間減衰が速い解が存在することを発展作用素の因数分解公式を用いて調べることにより明らかにした. この事実は通常の2階非線形Schredinger方程式では見られなかった現象であり, すでに国際誌に掲載されている.
臨界冪非線形項を持った消散型波動方程式の解が対応する非線形熱方程式の解に漸近することを示した. この結果は空間次元が3以下の場合に知られていたものであるが高次元に関しては未解決であった. 我々は熱方程式の研究において用いられる可積分空間の代わりに重みつき空間をもちいることによって明らかにした. この結果は国際誌に掲載されている.
流体力学の研究で用いられる分数冪非線形Schredinger型方程式の時間大域解の存在および漸近的振る舞いを従来の結果より広い関数空間で証明することに成功した. この結果は国際誌に掲載されている.
その他消散型非線形Schredinger方程式, 修正 Korteweg-de Vries方程式, Ostrovsky-Hunter 方程式, 冪乗型非線形項を持った Dirac 方程式 に対して研究を行い, 時間大域解の存在および時間減衰評価に関する新しい結果を得た. これらの結果は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

臨界冪非線形項を持った4階非線形Schredinger型方程式の研究を行い, 非線形項の構造により, 自己相似解の近傍で解が安定である場合と, 線形解よりも時間減衰が速い解が存在することを発展作用素の因数分解公式を用いて調べることにより明らかにした. この事実は通常の2次非Schredinger方程式では見られなかった現象である. 臨界冪非線形項を持った消散型波動方程式の解が対応する非線形熱方程式の解に漸近することを示した. この結果は空間次元が3以下の場合に知られていたものであるが高次元に関しては未解決であった. 我々は熱方程式の研究において用いられる可積分空間の代わりに重みつき空間をもちいることによって明らかにした. その他複素型修正Korteweg-de Vries 方程式, Ostrovsky-Hunter 方程式, 冪乗型非線形項を持った Dirac 方程式, 非線形項を消散項として持つ非線形Schredinger方程式などの非線形分散型方程式においても成果をあげた.

今後の研究の推進方策

臨界冪非線形項を持つ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. また高次元臨界冪非線形Schredinger方程式の共同研究を海外共同研究者 Naumkin, Li と継続して行う. 高次元臨界冪非線形Schredinger方程式の解の漸近的振る舞いは空間次元が4次元以上は未解決問題である. 我々は従来用いられてきた関数空間ではなく, 問題に適した空間を見つけることによりこの解決を目標とする. 我々はすでにいくつかの共同研究において従来とは異なる空間を利用してきた. この結果をさらに発展させて問題の解決をめざす.
講演あるいは国際誌への掲載を通して研究成果を内外に発信することに務める. 内外の研究者による研究集会を開催し, 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. 若手研究者による夏期セミナーを開催し若手研究者の育成に貢献する.

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 8件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 7件) 学会・シンポジウム開催 (4件)

  • [雑誌論文] Large time asymptotics of solutions for the third-order nonlinear Schredinger equation2017

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

      J. Math. Sci. Univ. Tokyo

      巻: 23 ページ: 867-919

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Asymptotics for the Ostrovsky-Hunter equation in the critical case2017

    • 著者名/発表者名
      F. Bernal-Vilchis, N.Hayashi and P.I. Naumkin
    • 雑誌名

      Int. J. Differ. Equ.

      巻: 2017 ページ: Art. ID 3879017

    • DOI

      doi.org/10.1155/2017/3879017

    • 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] Damped wave equation with a critical nonlinearity in higher space dimensions2017

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

      J. Math. Anal. Appl.

      巻: 446 ページ: 801-822

    • DOI

      dx.doi.org/10.1016/j.jmaa.2016.09.005

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Asymptotics for the fourth-order nonlinear Schredinger equation in the critical case2016

    • 著者名/発表者名
      N.Hayashi, J. A. Mendez-Navarro and P. Naumkin
    • 雑誌名

      J. Differential Equations

      巻: 261 ページ: 5144-5179

    • DOI

      dx.doi.org/10.1016/j.jde.2016.07.026

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dissipative nonlinear Schedinger equations with singular data2016

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

      Jorunal Applied and Computational Mathematics

      巻: 5 ページ: -

    • DOI

      dx.doi.org/10.4172/2168-9679.1000304

    • 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] Global existence of small solutions for the fourth-order nonlinear Schredinger equation2016

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

      Nonlinear Differential Equations and Applications NoDEA

      巻: 2016 ページ: 23-65

    • DOI

      10.1007/s00030-016-0420-z

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Scattering operator for the one dimensional Dirac equation with power nonlinearity2016

    • 著者名/発表者名
      N.Hayashi and H.Sasaki
    • 雑誌名

      J. Hyperbolic Differential Equations

      巻: 13 ページ: 821-832

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Factorization technique for the modified Korteweg-de Vries equation2016

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

      SUT J. Math.

      巻: 52 ページ: 49-95

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高次元臨界べき非線形Schredinger方程式について2017

    • 著者名/発表者名
      林 仲夫
    • 学会等名
      第9回福島応用数学研究集会
    • 発表場所
      福島
    • 年月日
      2017-03-08 – 2017-03-09
    • 招待講演
  • [学会発表] Critical nonlinear Schredinger equations in higher space dimensions2017

    • 著者名/発表者名
      林 仲夫
    • 学会等名
      熊本大学応用解析セミナー
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2017-01-28 – 2017-01-28
    • 招待講演
  • [学会発表] On the inhomogeneous fourth-order nonlinear Schredinger equations2016

    • 著者名/発表者名
      Nakao Hayashi
    • 学会等名
      2016 Taiwan-Japan Workshop on Dispersive, Navier-Stokes, Kinetic, and Inverse Problem
    • 発表場所
      成功大学、台南
    • 年月日
      2016-12-24 – 2016-12-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Asymptotic behavior of solutions to fourth-order nonlinear Schredinger equations2016

    • 著者名/発表者名
      林 仲夫
    • 学会等名
      微分方程式の総合的研究
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2016-12-17 – 2016-12-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Asymptotics of solutions to fourth-order nonlinear Schredinger equations, inhomogeneous case2016

    • 著者名/発表者名
      Nakao Hayashi
    • 学会等名
      第6回室蘭非線形解析研究会
    • 発表場所
      室蘭工業大学
    • 年月日
      2016-11-25 – 2016-11-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Damped wave equation with a critical nonlinearity in higher space dimensions2016

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Nakao
    • 学会等名
      Peking University, Beijing
    • 発表場所
      Peking University, Beijing
    • 年月日
      2016-09-21 – 2016-09-21
    • 招待講演
  • [学会発表] Factorization technique for the fourth-order nonlinear Schredinger equation2016

    • 著者名/発表者名
      Nakao Hayashi
    • 学会等名
      Chinese Academy of Science
    • 発表場所
      Chinese Academy of Science, Beijing
    • 年月日
      2016-09-20 – 2016-09-20
    • 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] Zhejiang-Tohoku International workshop, Nonlinear Partial Differential Equations 20172017

    • 発表場所
      Kawai Hall, Mathematical Institute, Tohoku University
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-18
  • [学会・シンポジウム開催] Critical Exponents and Nonlinear Evolution Equation 20172017

    • 発表場所
      東京理科大学神楽坂キャンパス
    • 年月日
      2017-02-20 – 2017-02-21
  • [学会・シンポジウム開催] 偏微分方程式待兼山セミナーNo.242017

    • 発表場所
      大阪大学理学部
    • 年月日
      2017-01-20 – 2017-01-20
  • [学会・シンポジウム開催] 2016 Taiwan-Japan Workshop on Dispersive, Navier-Stokes, Kinetic, and Inverse Problem2016

    • 発表場所
      成功大学、台南
    • 年月日
      2016-12-24 – 2016-12-26

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公開日: 2018-01-16  

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