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2022 年度 実績報告書

非整数階微分と非線形構造が共存する発展方程式の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K18715
研究機関東北大学

研究代表者

赤木 剛朗  東北大学, 理学研究科, 教授 (60360202)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワード非整数階微分 / 非線形問題 / 発展方程式 / 異常拡散 / 多重スケール構造
研究実績の概要

予定されていた研究課題の解決は既に完了していたが、2022年度は新型コロナ等の影響で延期していた海外の研究協力者の訪問を実施し、これまでに得られた研究成果について説明した。さらに派生研究や将来的に扱うべき課題について意見交換を行った。研究期間全体を通して得られた主な成果は以下のとおりである。
(1) ヒルベルト空間における凸型エネルギー汎関数に対する非整数階微分を含む勾配流型発展方程式の一般論構築
ここでは非整数階微分を含む非線形発展方程式として、ヒルベルト空間における凸型エネルギー汎関数に対する勾配流型の非整数階発展方程式を考え、その適切性を証明した。この結果は非整数階時間微分を含む退化・特異拡散方程式等へ応用可能である。これらの方程式は解の漸近挙動が研究されていた一方、解の存在は未解決問題として残されていた。ここで構築した一般論は同分野の基盤となるものであり、今後、さらなる応用が期待される。実際、既に海外の研究者によってここで得られた結果に基づく応用研究が多数始まっており、その波及効果が確認されている。
(2) 有界領域に於ける分数冪ラプラシアンを含む Cahn-Hilliard 系の解の漸近挙動の解析
有界領域に於ける分数冪ラプラシアンを含む CH 系の研究は報告者らの結果(2016)が先駆けとなるものであったが、解の漸近挙動の研究は未着手となっていた。その一因としてC^2級のポテンシャルと分数冪ラプラシアンに対する Lojasiewicz-Simon 型の勾配不等式が証明されていなかった点が挙げられる。ここでは同不等式を証明することで定常解への収束を証明した。領域上の分数冪ラプラシアンでは定常解の境界正則性が低下するため、古典的な LS 不等式の証明法が適用できなかったが、ここでは特殊なノルムを導入することでその点を克服している。さらに CH 系に適用できるよう一般化した。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 5件、 招待講演 14件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ウィーン大学(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      ウィーン大学
  • [国際共同研究] パヴィア大学(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      パヴィア大学
  • [国際共同研究] ミュンヘン工科大学/ドレスデン工科大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ミュンヘン工科大学/ドレスデン工科大学
  • [学会発表] Rate of convergence to asymptotic profiles for fast diffusion on domains via energy methods2023

    • 著者名/発表者名
      Goro Akagi
    • 学会等名
      ReaDiNet 2023: International conference on parabolic and stochastic models in mathematical biology, パリ・サクレー大学
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rate of convergence to asymptotic profiles for fast diffusion on domains via energy methods2023

    • 著者名/発表者名
      Goro Akagi
    • 学会等名
      OIST conference ``Geometric PDEs and Applications'' Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantitative analysis of asymptotic profiles for fast diffusion on domains2023

    • 著者名/発表者名
      赤木 剛朗
    • 学会等名
      第35回非線形発展方程式セミナー@KUE, 京都教育大学
    • 招待講演
  • [学会発表] Rate of convergence to asymptotic profiles for fast diffusion on domains via energy methods2023

    • 著者名/発表者名
      赤木 剛朗
    • 学会等名
      Workshop on Analysis in Kagurazaka 2023, 東京理科大学
    • 招待講演
  • [学会発表] Rates of convergence to asymptotic profiles for fast diffusion on domains2023

    • 著者名/発表者名
      Goro Akagi
    • 学会等名
      Research Group on Applied Mathematics and Modeling, Faculty of Mathematics, University of Vienna
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rates of convergence to nondegenerate asymptotic profiles for fast diffusion on domains2023

    • 著者名/発表者名
      赤木 剛朗
    • 学会等名
      非線形現象の数値シミュレーションと解析2023, 北海道大学
    • 招待講演
  • [学会発表] Rate of convergence to nondegenerate asymptotic profiles for fast diffusion on domains2023

    • 著者名/発表者名
      赤木 剛朗
    • 学会等名
      Saga Workshop on Partial Differential Equations, 佐賀大学
    • 招待講演
  • [学会発表] Rate of convergence to asymptotic profiles for fast diffusion on domains via energy methods2023

    • 著者名/発表者名
      Goro Akagi
    • 学会等名
      Oberseminar Dynamics, Technische Universitaet Muenchen
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rate of convergence to asymptotic profiles for fast diffusion on domains via an energy method2023

    • 著者名/発表者名
      赤木 剛朗
    • 学会等名
      7th camp Homogenization and its related topics, 東北大学大学院理学研究科数学専攻
    • 招待講演
  • [学会発表] 非整数階時間微分を含む発展方程式の可解性 とその応用2023

    • 著者名/発表者名
      赤木 剛朗, 中島 慶人(登壇者)
    • 学会等名
      日本数学会 2023 年度年会, 実函数論分科会, 中央大学
  • [学会発表] Maximal regularity of distributional solutions to degenerate elliptic systems for locally integrable data2023

    • 著者名/発表者名
      赤木 剛朗, 宮川 寛基(登壇者)
    • 学会等名
      日本数学会 2023 年度年 会, 函数方程式論分科会, 中央大学
  • [学会発表] On some quasistatic evolution equation arising from fracture mechanics2023

    • 著者名/発表者名
      赤木 剛朗, 佐藤 光汰朗(登壇者)
    • 学会等名
      日本数学会 2023 年度年会, 函数方程式論分科会, 中央大 学
  • [学会発表] Evolution equations with irreversibility constraints2022

    • 著者名/発表者名
      Goro Akagi
    • 学会等名
      Inverse Problems and Control for PDEs and the Hamilton-Jacobi Equation: French-Italian-Japanese conference (via Zoom), CIRM-Luminy
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rate of convergence to asymptotic profiles for fast diffusion equations2022

    • 著者名/発表者名
      赤木 剛朗
    • 学会等名
      研究集会「非線型の諸問題」
    • 招待講演
  • [学会発表] Rate of convergence to nondegenerate asymptotic profiles for fast diffusion2022

    • 著者名/発表者名
      赤木 剛朗
    • 学会等名
      鳥取 PDE 研究集会
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent developments on finite-time extinction of energy solutions for fast diffusion equations on domains2022

    • 著者名/発表者名
      赤木 剛朗
    • 学会等名
      「有限時間特異性」勉強会 第7回
    • 招待講演
  • [学会発表] Rate of convergence to nondegenerate asymptotic profiles for fast diffusion2022

    • 著者名/発表者名
      赤木 剛朗
    • 学会等名
      熊本大学応用解析セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Existence of energy solutions to fractional nonlinear diffusion equationsposed on bounded domains2022

    • 著者名/発表者名
      Florian Salin(登壇者), 赤木 剛朗
    • 学会等名
      日本数学会 2022 年度秋 季総合分科会, 北海道大学
  • [備考] Webpage of Goro Akagi

    • URL

      http://www.math.tohoku.ac.jp/~akagi/

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公開日: 2023-12-25  

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