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2021 年度 実施状況報告書

数理物理に現れる時間発展する偏微分方程式の減衰構造の解析とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K03682
研究機関広島大学

研究代表者

池畠 良  広島大学, 人間社会科学研究科(教), 教授 (10249758)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
キーワード波動方程式 / 摩擦項 / 高次方程式 / 初期値問題 / 解の漸近形 / 最良評価式 / 対数型Laplacian / 正則性
研究実績の概要

(1)C. R. Charao氏(Brazil)とM. D'Abbicco氏(Italy)との国際共同研究として、ある程度大きなパラメ―タを持つ対数型摩擦項を伴う線形波動方程式の時間無限大における解の漸近形を導出しそれを利用しての解のL^{2}ーノルムの上と下からの最良の時間についての評価を導出した。通常のパラメータ依存の分数べき型Laplacianによる摩擦項を持つ波動方程式の場合、高周波帯の評価から来るいわゆる「正則性損失構造」に遭遇するが、対数型摩擦項に置き換えることでそういう「複雑な」構造を回避できる「利点」があるのもこの新しく提唱された方程式の特徴ではある。私の一連の研究の更なる適用例である。(2)W. Chen氏(China)との国際共同研究としていわゆる時間3階のMoore-Gibson-Thompson方程式を全空間で考察し解の最良$L^{2}$評価、特異摂動問題の(部分的)解決、非線形問題への応用を議論した。(3)単著論文として、いわゆるシグマー発展方程式の初期値問題を考察し、すべての次元において時間無限大における解の最良$L^{2}$-評価を導出した。最良は上と下からの評価を意味する。これも一連の方法の応用である。(4)(当時私の所の)大学院生だった福島-道久との国内共同研究として、「非常に強い」構造的摩擦項を伴う波動方程式の全空間での初期値問題を考察し、時間無限大における解の漸近形を初期値の滑らかさとの関係で特定し、さらにそれを使って解のL^{2}ノルムの最良評価について研究した。特に初期値の正則性の低い場合における漸近形の特定と最良(と思われる)高次元におけるL^{2}-評価及び低周波帯における初期値の高次モーメント条件を使った最良評価は、この方程式にいては新規な考察であろう。


現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

ブラジル、イタリア及び中国との国際共同研究として複数の査読論文が予想以上に受理・出版されてきているので順調である。なお、当初予期していないことが起こった場合は、既存の結果のレヴュー・再検討を行うためにも外国人研究協力者を招聘し議論を深めたい。

今後の研究の推進方策

ここ数年は、私が2013年ごろに発見したある種の発展方程式の解に付随する「特異性」を抉り出すことにその研究の主眼を置いて国際共同研究を展開してきている。「特異性」はしばしば方程式の解のある量の時間無限大における適切なオーダーでの発散という形で現れる。そこで、今後もしばらくは、そこで展開してきた方法の更なる応用例を国際共同研究として見出しそれを論文として出版し、我々の展開してきた問題に基礎を置く研究の国際的なネットワークを構築していきたいと考えている。

次年度使用額が生じた理由

コロナ感染拡大の影響で、本来2021年11月に広島大学で主催予定であった国際研究集会が今年度も開催できなくなったこと、及び通常の国内研究集会がすべてZoom開催となったためすべての出張が無くなったことで当初使用予定だった出張費等がまったく必要無くなった。今年度(2022年度)は、相変わらずコロナ感染の収束状況にもよるが、今のところ11月に昨年度できなかった国際研究集会を主催し、更に国内の必要な研究集会にも参加して最新の研究の動向を探り、当該問題の解決に必要な専門的知識を得るためにも幾多の専門書を購入予定である。昨年度の予算がまるまる今年度に繰り越されたので、その潤沢な予算を利用してオープンアクセス型の論文出版費用にも充てたいと考えている。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Federal University of Santa Catarina(ブラジル)

    • 国名
      ブラジル
    • 外国機関名
      Federal University of Santa Catarina
  • [国際共同研究] University of Bari(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      University of Bari
  • [国際共同研究] Shanghai Jiao Tong University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Shanghai Jiao Tong University
  • [雑誌論文] Thresholds for low regularity solutions to wave equation with structural damping2021

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Fukushima, Hironori Michihisa, Ryo Ikehata
    • 雑誌名

      J. Mathematical Analysis and Applications

      巻: 494 ページ: 124669

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2020.124669

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A note on optimal L-{2}-estimates of solutions to some strongly damped σ-evolution equations2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ikehata
    • 雑誌名

      Asymptotic Analysis

      巻: 121 ページ: 59-74

    • DOI

      10.3233/ASY-191595

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Cauchy proble for the Moore-Gibson-Thompson equation in the dissipative case2021

    • 著者名/発表者名
      Wenhui Chen, Ryo Ikehata
    • 雑誌名

      J. Differential Equations

      巻: 292 ページ: 176-219

    • DOI

      10.1016/j.jde.2021.05.011

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Asymptotic profiles for a wave equation with parameter-dependent logarithmic damping2021

    • 著者名/発表者名
      Ruy Coimbra Charao, Marcello D'Abbicco, Ryo Ikehata
    • 雑誌名

      Mathematical Methods in the Applied Sciences

      巻: 44 ページ: 14003-14024

    • DOI

      10.1002/mma.7671

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Sharp L^{2}-estimates of the wave equation and its application to local energy decay2022

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ikehata
    • 学会等名
      名古屋微分方程式セミナー
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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