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2009 年度 実績報告書

生物の形づくりを模する微分方程式の解の定性的性質

研究課題

研究課題/領域番号 18204010
研究機関東北大学

研究代表者

高木 泉  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40154744)

研究分担者 柳田 英二  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80174548)
池田 榮雄  富山大学, 大学院・理工学研究部, 教授 (60115128)
長澤 壯之  埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70202223)
岡部 真也  岩手大学, 人文社会科学部, 准教授 (70435973)
キーワード反応拡散方程式系 / 脂質二層膜の形態変換 / 活性因子抑制因子系 / パターンの崩壊
研究概要

本研究は,生物の形態形成の数理モデルを数学的に厳密に解析し,解の定性的性質を定量的考察の結果として導出する理論を構築することを目的としている.
今年度は,以下のような成果を得た.
高木:活性因子-抑制因子系の基礎生産項が十分小さいとき,パターンの崩壊が起こり得ることを厳密に証明することができた.また,抑制因子の基礎生産項がない場合には,パターンが崩壊することはないことを明らかにした.
柳田:半線型放物型偏微分方程式の移動特異点をもつ解を構成した.反応拡散方程式のシャドウ系野多重スポット定常解の不安定成分の形を解明した.非線形数理レクチャーシリーズを組織した.
池田:非一様な媒質における進行フロント解が停止,通過,反射のいずれを選択するかを空間の非一様性との関係から明らかにした.
長澤:平面閉曲線に対する幾何学的変分問題の解の構成に必要となる周期的ポテンシャルをもつSturm-Liouville作用素のスペクトルの構造について調しべ,既知の結果をより弱い假定のもとで証明することができた.研究集会「さいたま数理解析セミナー」,"Variational Problems for Curves and Surfaces and Related Topics"を組織した.
岡部:平面閉曲げエネルギーと運動エネルギーを最小化する変分問題の解をある条件のもとで構成することができた.また,盛岡応用数学小研究集会を組織した.
その他,中島主恵は空間非一様な反応拡散系のシャドウ系の定常解の安定性を判定し,望月敦司は線虫の温度走性に関する様々な実験結果を再現する数理モデルを提唱した.
最終年度の本年は,4年間の研究活動を総括し,今後の研究の方向を探るため,研究成果報告書を作成した.

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Collapse of patterns and effect of basic production terms in some reaction-diffusion systems2010

    • 著者名/発表者名
      K.Suzuki, I.Takagi
    • 雑誌名

      Mathematical Sciences and Applications : Current Advances in Nonlinear Analysis and Related Topics 32(掲載決定)

  • [雑誌論文] Front dynamics in heterogeneous diffusive media2010

    • 著者名/発表者名
      H.Ikeda, S.-I. Ei
    • 雑誌名

      Physica D (未定, 掲載決定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] End-point maximal regularity and wellposedness of the two dimensional Keller-Segen system in a critical Besov space2010

    • 著者名/発表者名
      T.Ogawa, S.Shimizu
    • 雑誌名

      Math.Z. 264

      ページ: 601-628

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymptotic distribution of eigenvalues of Hill's equation with integrable potential under periodic condition2010

    • 著者名/発表者名
      T.Nagasawa, H.Ohrui
    • 雑誌名

      Saitama Math.J. 27(掲載決定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Forward self-similar solution with a moving singularity for a semilinear parabolic equation2010

    • 著者名/発表者名
      S.Sato, E.Yanagida
    • 雑誌名

      Disc.Cont.Dyn.Systems 26

      ページ: 313-331

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gradient estimates for the heat equation in the exterior domains under the Neumann boundary condition2009

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Ishige
    • 雑誌名

      Differential Integral Equations 22

      ページ: 401-410

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pattern transition between periodic Liesegang pattern and crystal growth regime in reaction-diffusion systems2009

    • 著者名/発表者名
      I.Lagzi, D.Ueyama
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 468

      ページ: 188-192

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymptotic behavior of solutions to drift-diffusion system with generalized dissipation2009

    • 著者名/発表者名
      T.Ogawa, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Math.Models Methods Appl.Sci. 19

      ページ: 840-867

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-existence of weak solutions to nonlinear damped wave equations with exterior domains2009

    • 著者名/発表者名
      T.Ogawa, H.Takeda
    • 雑誌名

      Nonlinear Anal. 70

      ページ: 3696-3701

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Steepness of thermal gradient is essential to obtain a unified view of thermotaxis in c.elegans2009

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Nakazato, Atsushi Mochizuki
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology 260

      ページ: 56-65

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solutions with moving singularities for a semilinear parabolic equation2009

    • 著者名/発表者名
      S.Sato, E.Yanagida
    • 雑誌名

      J.Differential Equations 246

      ページ: 724-748

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Convergence of anisotropically decaying solutions for a supercritical semilinear heat equation2009

    • 著者名/発表者名
      P.Polacik, E.Yanagida
    • 雑誌名

      J.Dyn.Diff.Eqs. 21

      ページ: 329-341

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The decay of the solutions for the heat equation with a potential

    • 著者名/発表者名
      K.Ishige, M.Ishiwata, T.Kawakami
    • 雑誌名

      Indiana University Mathematics Journal (未定, 掲載決定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global solutions of the heat equation with a nonlinear boundary condition

    • 著者名/発表者名
      K.Ishige, T.Kawakami
    • 雑誌名

      Calc.Var.Partial Differential Equations (未定, 掲載決定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An indefinite nonlinear diffusion problem in population genetics, I : Existence and limiting profiles

    • 著者名/発表者名
      Kimie Nakashima, Wei-Ming Ni, Linlin Su
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems-Series A (未定, 掲載決定)

    • 査読あり
  • [学会発表] 非一様媒体上のフロント進行波のダイナミクスについて2009

    • 著者名/発表者名
      池田榮雄
    • 学会等名
      応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      龍谷大学
    • 年月日
      2009-12-18
  • [学会発表] Blow-up for a semilinear parabolic equation with large diffusion on R^n2009

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Ishige
    • 学会等名
      The second Chile-Japan workshop on nonlinear elliptic and parabolic PDEs
    • 発表場所
      明治大学紫紺館
    • 年月日
      2009-12-02
  • [学会発表] 反応拡散系の急速反応極限によって見えるもの2009

    • 著者名/発表者名
      飯田雅人
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会函数方程式論分科会特別講演
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2009-09-26
  • [学会発表] On the effect of basic production terms on the dynamics of some activator-inhibitor systems2009

    • 著者名/発表者名
      Izumi Takagi
    • 学会等名
      2^<nd> International Conference on Reaction-Diffusion Systems and Viscosity Solutions
    • 発表場所
      Providence University, Taichung, Taiwan
    • 年月日
      2009-07-15
  • [学会発表] Constrained gradient flows of bending energy for plane curves : Total-length constraint versus local-length constaint2009

    • 著者名/発表者名
      Takeyuki Nagasawa
    • 学会等名
      Variational Problems for Curves and Surfaces and Related Topics
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2009-07-02
  • [備考]

    • URL

      http://morpho.sci.tohoku.ac.jp/~morpho/

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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