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2012 年度 実績報告書

無限次元力学系における分岐とホモ/ヘテロクリニック挙動

研究課題

研究課題/領域番号 21540124
研究機関広島大学

研究代表者

矢ヶ崎 一幸  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40200472)

研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2013-03-31
キーワード力学系 / 無限次元系 / 分岐 / パルス解 / 周期軌道
研究概要

1.n次元球領域における(nは自然数),ある反応拡散方程式のノイマン境界値問題を取りあげ,中心にピークをもつ定常パルス正値解の分岐について理論的研究を行った.特に,任意のn≧2の場合にこのような解が自明解からトランスクリティカル分岐により発生し,その後サドルノード分岐が起こることを証明し,また,n=1の場合には定常パルス正値解の完全な分岐構造を決定した.これらの結果により,生物の走行性のモデルであるKeller-Segel方程式や,生物の形態形成のモデルであるGierer-Meinhardt方程式の定常解の基本的な分岐構造が明らかとなった.
2.21年度の研究成果を発展させ,偏微分方程式系の定常解に対応した,可逆的な常微分方程式系の周期解の1パラメータ族の分岐に対する摂動的な方法を高次元の場合に拡張した.ホモクリニック軌道の分岐とは異なり,周期軌道の変分方程式の可積分性との関連性はないものの,パラメータの稠密な値において周期軌道の分岐が起こることを明らかにした.このような現象は一般的な微分方程式系では起こらないものである.さらに,本手法を(二等辺)三体問題に適用し,22年度に数値計算により確認されている,円周オイラー解と呼ばれる周期軌道から無限個の相対周期軌道族が分岐し発生することを数学的に証明し,およびMelnikovの方法と呼ばれる摂動法によるハミルトン系に対する古典的な結果との関連性を明かにすることを計画している.
3.本研究で得られた成果を総括し,無限次元力学系の分岐およびホモ/ヘテロクリニック挙動に関して重要な知見を得ると共に,無限次元力学系の非線形現象に対する解析的および数値的手法の確立に貢献した.

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Application of the subharmonic Melnikov method to piecewise-smooth systems2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yagasaki
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems A

      巻: 33 ページ: 2189-2209

    • DOI

      10.3934/dcds.2013.33.2189

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monotonicity of the first eigenvalue and the global bifurcation diagram for the branch of interior peak solutions2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyamoto
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 254 ページ: 342-367

    • DOI

      10.1016/j.jde.2012.08.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bifurcations from one-parameter families of symmetric periodic orbits in reversible systems2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yagasaki
    • 雑誌名

      Nonlinearity

      巻: 26 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Horseshoes for the nearly symmetric heavy top2013

    • 著者名/発表者名
      G.H.M. van der Heijden
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mathematics and Physics (ZAMP)

      巻: 64 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytic and algebraic conditions for bifurcations of homoclinic orbits I: Saddle equilibria2012

    • 著者名/発表者名
      D. Blazquez-Sanz
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 253 ページ: 2916-2950

    • DOI

      10.1016/j.jde.2012.08.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Galoisian approach for a Sturm-Liouville problem on the infinite interval2012

    • 著者名/発表者名
      D. Blazquez-Sanz
    • 雑誌名

      Methods and Applications of Analysis

      巻: 19 ページ: 267-288

    • 査読あり
  • [学会発表] 不規則な摂動を受ける力学系におけるMelnikov過程とカオス2013

    • 著者名/発表者名
      矢ヶ崎一幸
    • 学会等名
      力学系の応用研究会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      20130326-20130327
  • [学会発表] 非対称コマにおける馬蹄力学の存在2013

    • 著者名/発表者名
      矢ヶ崎一幸
    • 学会等名
      日本数学会2013年度年会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      20130320-23
  • [学会発表] 球領域におけるNeumann問題の内部ピーク解の\\分岐図式と第1固有値の単調性について2013

    • 著者名/発表者名
      宮本安人
    • 学会等名
      日本数学会2013年度年会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      20130320-20130323
  • [学会発表] 不規則な摂動を受ける力学系におけるMelnikov過程とカオス2013

    • 著者名/発表者名
      矢ヶ崎一幸
    • 学会等名
      RIMS研究集会「偏微分方程式の背後にある確率過程と解の族が示す統計力学的な現象の解析」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      20130213-20130215
    • 招待講演
  • [学会発表] u''-u+u^p=0(p>1は実数)における周期関数の単調性2013

    • 著者名/発表者名
      矢ヶ崎一幸
    • 学会等名
      2012年度冬の力学系研究集会
    • 発表場所
      日本大学軽井沢研修所
    • 年月日
      20130111-20130114
  • [学会発表] Computation and control of low energy Earth-to-Moon transfers with moderate flight time2012

    • 著者名/発表者名
      矢ヶ崎一幸
    • 学会等名
      天体力学N体力学研究会2012
    • 発表場所
      千葉市美術館
    • 年月日
      20121026-20121027
    • 招待講演
  • [学会発表] あるクラスの反応拡散方程式に対する Neumann 境界値問題 の定常解の分岐2012

    • 著者名/発表者名
      矢ヶ崎一幸
    • 学会等名
      RIMS研究集会「力学系とその周辺分野の研究」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      20120709-20120713

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公開日: 2014-07-24  

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