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2011 年度 実績報告書

流体運動を記述する双曲・放物型方程式系の解の時間漸近解析

研究課題

研究課題/領域番号 21740100
研究機関九州大学

研究代表者

中村 徹  九州大学, 大学院・数理学研究院, 助教 (90432898)

キーワード偏微分方程式論 / 流体力学 / 圧縮性流体 / 境界層解 / 粘性保存則 / エネルギー法 / 漸近挙動
研究概要

本研究では流体運動を記述する圧縮性Navier-Stokes方程式などを包括するような対称双曲・放物型方程式系に対し,半空間領域における境界層解の存在性と漸近安定性についての統一的理論の構築を主な目的としている.研究代表者等はこれまでに上記方程式系に含まれる単独粘性保存則や圧縮性粘性流体のモデル方程式に対して,その境界層解の安定性定理を示した.より具体的には,1次元半空間における熱伝導理想気体モデルに対し,流出及び流入境界条件の下で境界層解の漸近安定性と漸近率を算出した.以上の研究成果を踏まえて,本年度は一般的な対称双曲・放物型連立系に対する算界層解の存在性に関する研究を行った.まず定常問題に現れるヤコビ行列の固有値が全て負となる場合において,定常解の大きさが十分小さいという仮定の下で定常解の存在を証明した.本方程式系の定常問題は1階の常微分方程式系に帰着されるため,全ての固有値が負となれば無限遠方の定数状態は漸近安定平衡点となるため,初等的な力学系の理論により容易に証明することが出来た.
本研究では流体運動を記述する圧縮性Navier-Stokes方程式などを包括するような対称双曲・放物型方程式系に対し,半空間領域における境界層解の存在性と漸近安定性についての統一的理論の構築を主な目的としている.研究代表者等はこれまでに上記方程式系に含まれる単独粘性保存則や圧縮性粘性流体のモデル方程式に対して,その境界層解の安定性定理を示した.より具体的には,1次元半空間における熱伝導理想気体モデルに対し,流出及び流入境界条件の下で境界層解の漸近安定性と漸近率を算出した.以上の研究成果を踏まえて,本年度は一般的な対称双曲・放物型連立系に対する算界層解の存在性に関する研究を行った.まず定常問題に現れるヤコビ行列の固有値が全て負となる場合において,定常解の大きさが十分小さいという仮定の下で定常解の存在を証明した.本方程式系の定常問題は1階の常微分方程式系に帰着されるため,全ての固有値が負となれば無限遠方の定数状態は漸近安定平衡点となるため,初等的な力学系の理論により容易に証明することが出来た.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Stationary wave associated with an inflow problem in the half line for viscous heat-conductive gas2011

    • 著者名/発表者名
      T.Nakamura, et al
    • 雑誌名

      Journal of Hyperbolic Differential Equations

      巻: 8 ページ: 651-670

    • DOI

      10.1142/S0219891611002524

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy method in the partial Fourier space and application to stability problems in the half space2011

    • 著者名/発表者名
      T.Nakamura, et al
    • 雑誌名

      J.Differential Equations

      巻: 250 ページ: 1169-1199

    • DOI

      10.1016/j.jde.2010.10.003

    • 査読あり
  • [学会発表] Boundary layer solution to systems of viscous conservation laws in half space2011

    • 著者名/発表者名
      T.Nakamura
    • 学会等名
      Third China-Japan Workshop on Mathematical Topics from Fluid Mechanics
    • 発表場所
      Northwest University, Xi'an, China(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-25
  • [学会発表] 熱伝導圧縮性粘性流体に現れる境界層解の存在性と漸近安定性2011

    • 著者名/発表者名
      中村徹
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2011
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] Asymptotic stability of stationary waves for symmetric hyperbolic-parabolic system in half space2011

    • 著者名/発表者名
      T.Nakamura
    • 学会等名
      RIMS研究集会「流体と気体の数学解析」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所(招待講演)
    • 年月日
      2011-07-08

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公開日: 2013-06-26  

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