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2018 年度 実施状況報告書

変分法による周期軌道の個数評価と分岐解析および複雑な軌道の存在証明

研究課題

研究課題/領域番号 18K03366
研究機関京都大学

研究代表者

柴山 允瑠  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (40467444)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワード変分法 / 3体問題 / 不変集合 / Arnold拡散 / 共鳴 / サドル-センター / ポテンシャル系 / 天体力学
研究実績の概要

ポテンシャル系において,孤立不変集合の位相的な性質を変分法により調べた.特に,孤立不変集合の次元の下からの評価を与えた.この結果はサドル-センターの平衡点近傍の局所的な解析を大域的な枠組みで新たな手法により解析したことによる.
(平面楕円)制限3体問題にKAM理論を適用したとき,共鳴により不変トーラスが壊れる.実際にKirkwood gapと呼ばれる小惑星の個数が極端に少ない部分はそれに対応する.Kirkwood gapに当初存在していた小惑星が別の領域に移動する現象は,Arnold拡散と関連させて数学的な説明がなされており,Kaloshin氏との共同研究によりArnold拡散によりKirkwood gapから移動し別の惑星に衝突する軌道が存在することを示した.

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

孤立不変集合への変分法の応用による結果はいくつか応用例を考えたあと論文執筆し投稿する予定である.
Kirkwood gapからの衝突軌道の存在は,次に捕獲軌道の存在を示せたら論文にする予定である.
以上のことから,順調に進展していると考える.

今後の研究の推進方策

孤立不変集合への変分法の応用はさらなる進展の可能性があり,今後拡張していく予定である.
Kirkwood gapからの衝突軌道の存在を示したが,次に惑星に捕獲される軌道の存在証明を目指す.
Guowei Yu氏との共同研究により,新たな舞踏解の存在証明や,変分法によるヘテロクリニック軌道の存在証明を目指す.

次年度使用額が生じた理由

学内予算により出張できたので,支出を抑えることができた.次年度にこれまでの成果を研究会や国際会議で発表するために,使用する予定である.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] メリーランド大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      メリーランド大学
  • [国際共同研究] 南開大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      南開大学
  • [雑誌論文] Variational proof of the existence of brake orbits in the planar 2-center problem2019

    • 著者名/発表者名
      Yuika Kajihara and Mitsuru Shibayama
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems-A

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variational Construction of Orbits Realizing Symbolic Sequences in the Planar Sitnikov Problem2019

    • 著者名/発表者名
      Shibayama Mitsuru
    • 雑誌名

      Regular and Chaotic Dynamics

      巻: 24 ページ: 202~211

    • DOI

      10.1134/S1560354719020060

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-integrability of the spacial n-center problem2018

    • 著者名/発表者名
      Shibayama Mitsuru
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 265 ページ: 2461~2469

    • DOI

      10.1016/j.jde.2018.04.037

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear stability of periodic three-body orbits with zero angular momentum and topological dependence of Kepler’s third law: a numerical test2018

    • 著者名/発表者名
      Dmitrasinovic V、Hudomal Ana、Shibayama Mitsuru、Sugita Ayumu
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 51 ページ: 315101

    • DOI

      10.1088/1751-8121/aaca41

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 一般的な相互作用力による平面三体問題の非可積分性について2019

    • 著者名/発表者名
      山田淳二,柴山允瑠
    • 学会等名
      日本数学会2019年度年会
  • [学会発表] 変分法による平面2中心問題におけるbrake軌道の存在証明2019

    • 著者名/発表者名
      梶原唯加,柴山允瑠
    • 学会等名
      日本数学会2019年度年会
  • [学会発表] Variational construction of periodic and heteroclinic orbits in the planar Sitnikov problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      HAMSYS 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Variational construction of periodic and heteroclinic orbits in the planar Sitnikov problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      The 12th AIMS Conference on Dynamical Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] Variational construction of periodic and heteroclinic orbits in the planar Sitnikov problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      BOSTON UNIVERSITY/KEIO UNIVERSITY WORKSHOP 2018- Dynamical Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-integrability of the spatial n-center and restricted n+1-body problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      Hamiltonian systems, from topology to applications through analysis II
    • 国際学会
  • [学会発表] 平面 Sitnikov 問題における周期解とヘテロクリニック軌道について2018

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      RIMS 研究集会「力学系 -理論と応用の融合-」

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公開日: 2019-12-27  

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