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2020 年度 実績報告書

分散性を伴う非線形偏微分方程式の解の長時間挙動の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17H02851
研究機関九州大学

研究代表者

瀬片 純市  九州大学, 数理学研究院, 教授 (90432822)

研究分担者 眞崎 聡  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20580492)
前田 昌也  千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (40615001)
高田 了  九州大学, 数理学研究院, 准教授 (50713236)
生駒 典久  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50728342)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード関数方程式論 / 調和解析学 / 変分法 / 流体 / 漸近解析
研究実績の概要

本研究課題では物理学, 工学に現れる非線形分散型方程式に対し, ソリトンおよび散乱という観点から解の長時間挙動を解明する. 研究代表者(瀬片)および研究分担者(眞崎)はJason Murphy氏とともに, 吸引的なデルタポテンシャルをもつ非線形シュレディンガー方程式のソリトン近傍にある解の長時間挙動について研究を行った. 方程式をソリトンまわりで線形化した線形作用素に付随する一般化フーリエ変換を駆使することにより, 必ずしも小さいとは限らないソリトンの漸近安定性を証明した. また, 空間1次元で3次の非線形項をもつ非線形クライン-ゴルドン連立系の解の長時間挙動について, 解の漸近形を特徴づけるlimit ODEとよばれる常微分方程式を解析することで, スカラーの場合に現れなかった興味深い挙動を持つ解を捉えることができた. 研究分担者(前田)は, 非線形シュレディンガー方程式に対し, 臨界周波数をもつソリトンの近傍にある解が非調和振動を起こすことを示したとともに, 量子ウォークに対しては連続極限がディラック方程式になることを厳密に証明した. 研究分担者(生駒)は分数冪LaplacianとHardy-Henon 型非線形反応項を伴う方程式の解析, 劣非線形反応項を伴う非線形楕円型方程式の非負値解および非自明解の多重存在性等に取り組んだ. また, Born-Infeld 方程式に対しては, 付随する変分問題に対し, 2次元の場合に変分問題の解が光線を持たないことを証明した. この性質は変分問題の解が方程式の弱解であることを示す上で非常に重要となる性質の1つである. 研究分担者(高田)は, 重み付き高階Gagliardo-Nirenberg 型補間不等式を考察し, 不等式の成立する重み冪の許容指数範囲が, 球対称関数に対してはより広い範囲へ改良されることを証明した.

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Universite Paris-Sud(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Universite Paris-Sud
  • [国際共同研究] Missouri University of S & T(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Missouri University of S & T
  • [国際共同研究] Universita di Trieste(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Universita di Trieste
  • [雑誌論文] On asymptotic behavior of solutions to cubic nonlinear Klein-Gordon systems in one space dimension2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki Satoshi、Segata Jun-ichi、Uriya Kota
    • 雑誌名

      Transactions of the American Mathematical Society, Series B

      巻: 9 ページ: 517~563

    • DOI

      10.1090/btran/116

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Asymptotic behavior in time of solutions to complex-valued nonlinear Klein-Gordon equation in one space dimension2021

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Segata
    • 雑誌名

      Hokkaido Mathematical Journal

      巻: 50 ページ: 187~205

    • DOI

      10.14492/hokmj/2018-938

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Higher-order interpolation inequalities with weights for radial functions2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Takada, Keiji Yoneda
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis

      巻: 203 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.na.2020.112158

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long range scattering for the nonlinear Schrodinger equation with higher order anisotropic dispersion in two dimensions2020

    • 著者名/発表者名
      Jean-Claude Saut, Jun-ichi Segata
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Analysis and Applications

      巻: 483 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2019.123638

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stability of small solitary waves for the one-dimensional NLS with an attractive delta potential2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Masaki, Jason Murphy, Jun-ichi Segata
    • 雑誌名

      Analysis & PDE

      巻: 13 ページ: 1099~1128

    • DOI

      10.2140/apde.2020.13.1099

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Long range scattering for the complex-valued Klein-Gordon equation with quadratic nonlinearity in two dimensions2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Masaki, Jun-ichi Segata, Kota Uriya
    • 雑誌名

      Journal de Mathematiques Pures et Appliquees

      巻: 139 ページ: 177~203

    • DOI

      10.1016/j.matpur.2020.03.009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long time oscillation of solutions of nonlinear Schrodinger equations near minimal mass ground state2020

    • 著者名/発表者名
      Scipio Cuccagna, Masaya Maeda
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 268 ページ: 6416~6480

    • DOI

      10.1016/j.jde.2019.11.047

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On nonlinear profile decompositions and scattering for an NLS-ODE model2020

    • 著者名/発表者名
      Scipio Cuccagna, Masaya Maeda
    • 雑誌名

      International Mathematics Research Notices

      巻: 2020 ページ: 5679~5722

    • DOI

      10.1093/imrn/rny173

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Continuous limits of linear and nonlinear quantum walks2020

    • 著者名/発表者名
      Masaya Maeda, Akito Suzuki
    • 雑誌名

      Reviews in Mathematical Physics

      巻: 32 ページ: -

    • DOI

      10.1142/S0129055X20500087

    • 査読あり
  • [学会発表] デルタポテンシャルをもつ非線形シュレディンガー方程式の解の長時間挙動2020

    • 著者名/発表者名
      瀬片 純市
    • 学会等名
      日本数学会2020年度秋季総合分科会
    • 招待講演
  • [備考] 九州大学研究者情報 瀬片純市

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K007174/research.html

  • [学会・シンポジウム開催] 第38回九州における偏微分方程式研究集会2021

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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