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2010 年度 実績報告書

非線形双曲型方程式系の外部問題に対する大域解の存在条件の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20540211
研究機関和歌山大学

研究代表者

片山 聡一郎  和歌山大学, 教育学部, 教授 (70283942)

キーワード双曲型方程式 / 波動方程式 / 非線形 / クライン-ゴルドン方程式 / 大域解 / null条件 / 漸近挙動
研究概要

非線形双曲型方程式系の大域解の存在条件の解明と、またその大域解の漸近挙動についての研究を引き続き行った。本年度の主要な研究成果は以下の通りである:3次元空間における、単一の伝播速度をもつような非線形波動方程式系を考えるとき、小さな初期値に対して初期値問題が大域解をもつための条件は、Klainermanによって1980年代に得られた(いわゆるnull条件)。またその条件の下で大域解は漸近自由であることが分かる(つまり時間がたつと非線形項を持たない線形の方程式の解にエネルギーの意味で漸近していく)。成分毎に伝播速度が異なるような非線形連立波動方程式系に関しても、初期値問題に対するnull条件は横山氏らにより導入され、2000年に大域解の存在が示された。この大域解存在の結果はディリクレ境界条件を課した外部問題にも拡張されている。しかし、単一伝播速度の場合とは異なり、複数の伝播速度を持つ場合には、null条件の下で大域解が漸近自由であるかどうかは、全空間の初期値問題においてすらこれまでは分かっていなかった。今回、この問題に取り組み、まず大域解の各点的な漸近挙動を求め、さらに波動方程式の外部領域での散乱理論における方法と組み合わせることにより、エネルギーの意味で大域解が漸近自由であることを示した(投稿準備中)。原点から離れた部分の情報のみを使うため、この手法は有界な障害物がある場合の外部問題に対しても有効である。
他には、2次元空間におけるクライン-ゴルドン方程式系の初期値問題も考察し、Delortらによるnull条件の下で大域解の存在定理の簡易な別証明を与え、さらに解が漸近自由になることを示した(小澤徹氏、砂川秀明氏との共同研究;投稿中)。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Global existence for coupled systems of nonlinear wave and Klein-Gordon equations in three space dimensions2011

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Katayama
    • 雑誌名

      Mathematische Zeitschrift (D0I:10.1007/s2009-010-0808-0)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The rate of convergence to the asymptotics for the wave equation in an exterior domain2010

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Katayama, Hideo Kubo
    • 雑誌名

      Funkcialaj Ekvacioj

      巻: 53 ページ: 331-358

    • 査読あり
  • [学会発表] Asymptotic behavior for systems of semilinear wave equations in 3D2010

    • 著者名/発表者名
      片山聡一郎
    • 学会等名
      Joint workshop on PDE at Jinhua
    • 発表場所
      浙江師範大学(Zhejiang Normal University),中華人民共和国
    • 年月日
      2010-09-27
  • [学会発表] Asymptotic behavior for systems of nonlinear wave equations with multiple speeds in 3D2010

    • 著者名/発表者名
      片山聡一郎
    • 学会等名
      RIMS研究集会"保存則と幾何学的偏微分方程式とその応用"
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2010-06-10

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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