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2023 年度 実績報告書

ロジスティック項付きケラー・シーゲル系の臨界現象の解明とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2805
配分区分基金
研究機関東京理科大学

研究代表者

田中 悠也  東京理科大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワード走化性方程式 / 解の爆発 / 非線形拡散 / Lotka-Volterra競合モデル / 感染症モデル
研究実績の概要

増殖や死滅を考慮した生物の集中現象を記述するロジスティック項をもつKeller-Segel系や, 類似問題であるLotka-Volterra型2種走化性方程式系, ロジスティック項をもつ流行・移流モデルの解の挙動の臨界条件を解明に向けて, 以下の成果を得た: 1)非退化拡散項をもつLotka-Volterra型2種走化性方程式系に対して, 解の単調性を導出して, 有限時刻で爆発する解の存在を示した. また, 前年度に得た研究手法を応用して, 退化拡散項をもつ場合の結果も得た. 2)Hannover大学のMario Fuest氏, Johannes Lankeit氏との共同研究で, 間接的なシグナル生成を伴う準線形走化性方程式系に対して, エネルギー評価を用いて解の一様有界性を示した. さらに, 比較原理を用いて, 無限時刻で爆発する解の存在も示した. 3)東京理科大学の菅原佑也氏, 横田智巳教授との共同研究で, 準線形の感受性関数をもつ放物・放物型Keller-Segel系に対して, 解の即時正則性を示した. 4)東京理科大学の南金山亮太氏, 横田智巳教授との共同研究で, 定数平衡解が複数存在するある感染症モデルを扱い, 定数平衡解の分布に着目してDFEと呼ばれる定数定常解の漸近安定性に関する条件を導出した. 5)東京都立大学の下條昌彦准教授との共同研究で, ロジスティック項をもつ感染症モデルを扱い, 解の一様有界性, 定数平衡解への大域的漸近安定性, 進行波解の安定性に関する結果を得た.
上記の成果は, 国際会議「The 13th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications」や「日本数学会」などの国内外の研究集会等で発表し, 論文にまとめて専門誌に投稿した.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Cagliari(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      University of Cagliari
  • [雑誌論文] Global asymptotic stability of endemic equilibria and stability of traveling waves for a diffusive SIR epidemic model with logistic growth2024

    • 著者名/発表者名
      Shimojo Masahiko, Tanaka Yuya
    • 雑誌名

      Journal of Elliptic and Parabolic Equations

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1007/s41808-024-00262-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Finite-Time Blow-up in a Two-Species Chemotaxis-Competition Model with Degenerate Diffusion2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Yuya
    • 雑誌名

      Acta Applicandae Mathematicae

      巻: 186 ページ: -

    • DOI

      10.1007/s10440-023-00592-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical mass phenomena in higher dimensional quasilinear Keller-Segel systems with indirect signal production2023

    • 著者名/発表者名
      Fuest Mario, Lankeit Johannes, Tanaka Yuya
    • 雑誌名

      Mathematical Methods in the Applied Sciences

      巻: 46 ページ: 14362~14378

    • DOI

      10.1002/mma.9324

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Regularizing property of a Keller-Segel system with density-dependent sensitivity2024

    • 著者名/発表者名
      菅原 佑也, 田中 悠也, 横田 智巳
    • 学会等名
      日本数学会2024年度年会 実函数論分科会
  • [学会発表] Occurrence of a critical mass phenomenon in a higher dimensional quasilinear Keller-Segel system with indirect signal production2023

    • 著者名/発表者名
      M. Fuest, J. Lankeit, 田中 悠也
    • 学会等名
      日本数学会2023年度秋季総合分科会 函数方程式論分科会
  • [学会発表] Does Chemotaxis Produce Blow-up in a Two-Species Chemotaxis-Competition Model?2023

    • 著者名/発表者名
      Yuya Tanaka
    • 学会等名
      The 13th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications, Student Paper Competition 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Blow-Up in a Generalized Diffusive Lotka-Volterra Competition Model with Chemotaxis2023

    • 著者名/発表者名
      Yuya Tanaka
    • 学会等名
      The 13th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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