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2017 年度 実績報告書

解析学に基づくアインシュタイン方程式の総合研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H03940
研究機関山形大学

研究代表者

中村 誠  山形大学, 理学部, 教授 (70312634)

研究分担者 杉本 充  名古屋大学, 多元数理科学研究科, 教授 (60196756)
和田出 秀光  金沢大学, 機械工学系, 准教授 (00466525)
竹田 寛志  福岡工業大学, 工学部, 准教授 (10589237)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
キーワード偏微分方程式 / 非線形 / 初期値問題 / 一様等方空間
研究実績の概要

昨年度に引き続き、一様等方空間における非線形偏微分方程式の初期値問題について考察した。非線形クライン・ゴルドン方程式、非線形シュレディンガー方程式と共に、電磁場中に質量を持つ粒子の運動を記述する非線形場方程式の導出とエネルギー評価について考察した。ラグランジアンからの変分原理に基づいた方程式の導出と共に、エネルギー密度関数の発散形式が得られるかについて考察した。オイラー・ラグランジュ方程式とエネルギー密度関数の関係において、エネルギー密度関数が非負となるための計量のスケール関数の性質を考察した。ド・ジッター空間が有界領域の場合に、線形評価としてストリッカーツ型評価とエネルギー評価を構成し、非線形偏微分方程式の初期値問題を考察した。ハッブル定数と非線形項の増大度を表す指数の間に特定の関係式が成り立つ場合に大域解が得らることを示した。非線形項が共形指数の場合に、爆発解が得られるかについて考察した。方程式がエネルギー・ストレステンソルの保存則から従う非線形偏微分方程式について考察した。この場合、ベクトル場の方程式となり、共変微分の交換子が問題となる。エネルギー評価を構成し、空間膨張が消散効果をもたらすことを示した。非相対論的極限として得られる方程式も導出し、エネルギー評価を構成した。本研究の成果を論文として投稿し、研究経過を国際研究集会と国内研究集会で発表した。研究集会では、参加した研究者と研究動向、問題点、解決方法について討論を行った。また、研究集会を開催し、関連研究を調査すると共に、共通課題について討論を行った。

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

当初計画に沿って進展している。

今後の研究の推進方策

今後も計画に沿って研究を進める。

  • 研究成果

    (38件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 14件、 招待講演 25件)

  • [国際共同研究] The University of Texas(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      The University of Texas
  • [国際共同研究] Peking University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Peking University
  • [雑誌論文] On the regularity of the semilinear term on the Cauchy problem for the Schroedinger equation2019

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura
    • 雑誌名

      Proceedings of the 11th ISAAC congress 2017

      巻: 印刷中 ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Some effects of the spatial variance on the Cauchy problem for partial differential equations2018

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura
    • 雑誌名

      RIMS Kokyuroku Bessatsu

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unconditional small data global well-posedness for nonlinear beam equations with weak damping2018

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis. Real World Applications

      巻: 41 ページ: 1-33

    • DOI

      10.1016/j.nonrwa.2017.10.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Uniform Energy Decay for Wave Equations with Unbounded Damping Coefficients2018

    • 著者名/発表者名
      R. Ikehata, H. Takeda
    • 雑誌名

      Funkcialaj Ekvacioj

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the best constant and extremisers for some smoothing estimates2017

    • 著者名/発表者名
      N. Bez, M. Sugimoto
    • 雑誌名

      J. Anal. Math.

      巻: 131 ページ: 159-187

    • DOI

      10.1007/s11854-017-0005-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A natural approach to the asymptotic mean value property for the p-Laplacian2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ishiwata, R. Magnanini, H. Wadade
    • 雑誌名

      Calculus of Variations and Partial Differential Equations

      巻: 56 ページ: 56-97

    • DOI

      10.1007/s00526-017-1188-7

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Remarks on the derivation of Navier-Stokes equations and elastic wave equations in uniform and isotropic spacetimes2018

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura
    • 学会等名
      日本数学会年会, 東京大学.
  • [学会発表] On the Cauchy problem of a semilinear diffusion equation in an expanding space2018

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura, Y. Sato
    • 学会等名
      日本数学会年会, 東京大学.
  • [学会発表] On the numerical stability of semi-linear Klein-Gordon equations in de Sitter spacetime2018

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura, T. Tsuchiya
    • 学会等名
      日本数学会年会, 東京大学.
  • [学会発表] A local-to-global boundedness argument and Fourier integral operators2018

    • 著者名/発表者名
      M. Sugimoto
    • 学会等名
      Hyperbolic Partial Differential Equations and Related Topics, 中央大学
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optimal estimates of Kato--Yajima type with angular smoothing2018

    • 著者名/発表者名
      M. Sugimoto
    • 学会等名
      偏微分方程式姫路研究集会, イーグレ姫路.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Asymptotic expansion of solutions to a nonlinear strong damped wave equation2018

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda
    • 学会等名
      Critical exponent and nonlinear evolution equations 2018, 東京理科大学.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On the regularity of power type nonlinear term of the Schroedinger equation2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura
    • 学会等名
      East Asian Conference in Harmonic Analysis and its Applications 2017, Zhejiang University of Science and Technology, China.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The regularity of the semilinear term on the Cauchy problem for the Schroedinger equation2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura
    • 学会等名
      The 11th ISAAC congress, Linnaeus University, Sweden.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Remarks on several second order partial differential equations and a generalization of the Einstein equation2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura
    • 学会等名
      京都大学NLPDEセミナー, 京都大学.
    • 招待講演
  • [学会発表] On the effects of spatial expansion and contraction on the semilinear Klein-Gordon equation2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura
    • 学会等名
      研究集会"Nonlinear Wave and Dispersive Equations," 京都大学.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dissipative effects of the spatial expansion for several PDEs2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura
    • 学会等名
      研究集会「反応拡散方程式と非線形分散型方程式の解の挙動」, 京都大学.
    • 招待講演
  • [学会発表] Remarks on the derivation of several partial differential equations2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura
    • 学会等名
      研究集会``Recent Topics on Partial Differential Equations," 中央大学.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On the Cauchy problem for semi-linear Klein-Gordon equations in de Sitter spacetime2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura
    • 学会等名
      The 27th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan,東広島市くららホール.
  • [学会発表] Remarks on semilinear field equations in uniform and isotropic spaces2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura
    • 学会等名
      研究集会「微分方程式の総合的研究」, 東京工業大学.
    • 招待講演
  • [学会発表] On the Cauchy problem for semi-linear field equations in de Sitter spacetime2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura
    • 学会等名
      Lectures, School of Mathematical Sciences, 北京大学, 中国.
    • 招待講演
  • [学会発表] On several partial differential equations in uniform and isotropic spaces2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura
    • 学会等名
      研究集会「第19回特異点研究会」, 大阪市立大学.
  • [学会発表] Remarks on nonlinear operations on modulation spaces2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sugimoto
    • 学会等名
      Aspects of Time-Frequency Analysis, イタリア.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectral comparison of smoothing estimates and its applications2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sugimoto
    • 学会等名
      8th International conference on Mathematical Modeling, ロシア.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Remarks on nonlinear operations on modulation spaces2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sugimoto
    • 学会等名
      Harmonic Analysis and its Applications in Tokyo 2017, 日本大学.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 制限定理と関連する偏微分方程式論の諸問題2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sugimoto
    • 学会等名
      名古屋大学大学院多元数理科学研究科
    • 招待講演
  • [学会発表] Spectral Comparison of Smoothing Estimates2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sugimoto
    • 学会等名
      The 11th ISAAC Congress, Sweden.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Trace theorems and related topics on PDE2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sugimoto
    • 学会等名
      Gadjah Mada 大学, インドネシア.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectral comparison of smoothing estimates2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sugimoto
    • 学会等名
      Recent Topics on Partial Differential Equations, 中央大学.
    • 招待講演
  • [学会発表] 制限定理と関連する偏微分方程式論の諸問題2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sugimoto
    • 学会等名
      談話会, 広島大学.
    • 招待講演
  • [学会発表] 構造的消散項をもつ波動方程式の解の大域挙動とその応用について2017

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda
    • 学会等名
      第2回大分解析セミナー, 福岡工業大学.
    • 招待講演
  • [学会発表] 非線形強消散型波動方程式の時間大域解の挙動について2017

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda
    • 学会等名
      九州関数方程式セミナー, 福岡大学セミナーハウス.
    • 招待講演
  • [学会発表] 強消散項を持つ非線形波動方程式の解の漸近形について2017

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda
    • 学会等名
      東北大学応用数学セミナー, 東北大学.
    • 招待講演
  • [学会発表] Asymptotic expansion of the solution to a nonlinear wave equation with strong damping2017

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda
    • 学会等名
      解析セミナー, 神戸大学.
    • 招待講演
  • [学会発表] Large time behavior of solutions to strong damped wave equations2017

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda
    • 学会等名
      The 11th ISAAC congress, Sweden.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Asymptotic profile of solutions to a nonlinear wave equation with strong damping2017

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda
    • 学会等名
      Ito Workshop on Partial Differential Equaions, 九州大学.
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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