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2018 年度 実績報告書

新しい消散構造をもつ非線形偏微分方程式の統一的な安定性解析理論

研究課題

研究課題/領域番号 17H07302
研究機関東京海洋大学

研究代表者

森 直文  東京海洋大学, 学術研究院 海洋環境科学部門, 准教授 (10803413)

研究期間 (年度) 2017-08-25 – 2019-03-31
キーワード非線形偏微分方程式 / 緩和的双曲系 / Timoshenko 系 / Cattaneo 法則 / 消散構造 / 安定性解析 / 時間大域解 / 減衰評価
研究実績の概要

本研究では,流体力学や弾性体力学などに現れる非線形偏微分方程式系が共通して持つ「消散構造」に着目し,その特徴に基づいた最良のエネルギー減衰構造を 決定し,関連する非線形波動や振動の安定性問題について有効な解析手法の整備と,統一的な安定性解析の一般論の構築を目指している。特に,これらの多くが 属する緩和的双曲型保存則系に対する安定性解析の従来の一般論に乗らない,剪断変形を考慮した梁の振動を表現する Timoshenko 系など,各物理量が複雑に影 響を及ぼし合う方程式系のエネルギー評価などに現れる「可微分性の損失」と呼ばれる新しい現象の解明と起因する困難の解決にこれまで貢献してきた。この研究目標に対して,平成30年度は次の成果を得た。

1. 記憶型の拡散効果を含む線形対称双曲型方程式の初期値問題を全空間で考察し,従来の一般論と同様の時間減衰率を持つ評価を得ることができた。とくに記憶項については,通常より一般的に拡張した仮定を施しており,これを扱う上で必要な解析手法の整備を行った。
2. 梁の振動を表す Timoshenko 系に力学的消散効果を一切課さず,Cattaneo 型の熱力学的消散効果のみを導入した非線形版のモデルの初期値問題を全空間で考察し,時間大域解の存在を,小さい初期値に対して物理的に意味付け可能な最小限のなめらかさのみを仮定して示すことに成功した。力学的消散効果を課した場合との比較が興味深い点である.さらに特筆すべき点として,Fourier 型の熱力学的消散効果を導入した場合は方程式のタイプが双曲型方程式から双曲・放物型方程式に変わるが,解に相当する関数の作り方を工夫することで,同時に同じ結論が導けることを示した。

上記の研究成果を携えて,平成30年度は国内で招待講演を2件行った。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件)

  • [雑誌論文] Global well-posedness and polynomial decay for a nonlinear Timoshenko?Cattaneo system under minimal Sobolev regularity2018

    • 著者名/発表者名
      Mori Naofumi、Racke Reinhard
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis

      巻: 173 ページ: 164~179

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.na.2018.03.019

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dissipative structure and global existence in critical space for Timoshenko system of memory type2018

    • 著者名/発表者名
      Mori Naofumi
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 265 ページ: 1627~1653

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.jde.2018.04.014

    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2019-12-27  

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