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2023 年度 実績報告書

流体の影響を考慮した二重走化性モデルの数理解析

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2930
配分区分基金
研究機関早稲田大学

研究代表者

武内 太貴  早稲田大学, 理工学術院, 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系 / 流体力学の基礎方程式系 / 半線形熱方程式 / 熱半群 / 平滑化効果 / 最大正則性
研究実績の概要

掲載済みの自身の論文である熱半群の与える平滑化効果について、その減衰評価を精密化し、熱半群を作用させた関数のTaylor展開の収束半径を改良した。本結果は小澤徹先生との共著論文として投稿し、Journal of Fourier Analysis and Applicationsに掲載された。また、熱半群を用いた基礎的な関数不等式の初等的な別証明を与えた。本結果は小澤徹先生との共著論文として投稿し、Proceedings of the American Mathematical Society, Series Bに掲載予定である。
全空間上のKeller-Segel-Navier-Stokes方程式系を考察し、スケール不変なLorentz空間に属する初期値に対して解の一意存在定理を示した。特に初期値が十分小さい場合における解の時間大域存在とその大域解の時間減衰に関する性質を明らかにした。本結果は単著論文として現在投稿中である。また、同方程式系を有界領域上で考察し、特に境界条件に非線形項が現れる場合を扱った。特殊な線形化方程式における新たな最大正則性定理を証明することにより、同方程式系の適切な初期値および外力の条件下での時間大域解の一意存在定理を示した。この問題については渡邊圭市先生と現在共同研究中の内容である。
全空間上の半線形熱方程式に対して、その非線形項が非整数次のべき乗型の項で与えられる場合を考察した。特殊な初期値を与えることで、対応する方程式の解は必ずしも空間に関して滑らかとはならないことを示した。本結果は単著論文として現在投稿中である。
2次元有界領域上の外力付きNavier-Stokes方程式系を考察し、特殊な外力に対しては解の一様有界性が有限時間で破綻することを示した。この問題についてはMichael Winkler 先生(ドイツ)と現在共同研究中の内容である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] A new proof of the Gagliardo-Nirenberg and Sobolev inequalities: Heat semigroup approach2024

    • 著者名/発表者名
      Tohru Ozawa and Taiki Takeuchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the American Mathematical Society. Series B

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Refined Decay Estimate and Analyticity of Solutions to the Linear Heat Equation in Homogeneous Besov Spaces2023

    • 著者名/発表者名
      Tohru Ozawa and Taiki Takeuchi
    • 雑誌名

      Journal of Fourier Analysis and Applications

      巻: 29 ページ: No. 61, 27

    • DOI

      10.1007/s00041-023-10042-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] On the breakdown of $C^{\infty}$-smoothness for the semilinear heat equation2024

    • 著者名/発表者名
      武内太貴
    • 学会等名
      第17回 若手のための偏微分方程式と数学解析
    • 招待講演
  • [学会発表] On the large-time behaviors of global solutions to the chemotaxis-fluid system in Lorentz spaces2024

    • 著者名/発表者名
      Taiki Takeuchi
    • 学会等名
      The 7th International Workshop on the Mathematical Analysis of Chemotaxis
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Vanishing viscosity limit for the Navier-Stokes system and its related topics2023

    • 著者名/発表者名
      Taiki Takeuchi
    • 学会等名
      Seminari M.A.P. Metodi analitici e probabilistici
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Breakdown of smoothing effects of solutions to the semilinear heat equation2023

    • 著者名/発表者名
      武内太貴
    • 学会等名
      第44回 発展方程式若手セミナー
  • [学会発表] Breakdown of $C^{\infty}$-smoothing effects for the Fujita type equation2023

    • 著者名/発表者名
      武内太貴
    • 学会等名
      日本数学会 2023年度 秋季総合分科会
  • [学会発表] 線形および半線形熱方程式の解の平滑化効果2023

    • 著者名/発表者名
      武内太貴
    • 学会等名
      東京理科大学 創域理工学部 数理科学科 談話会
    • 招待講演
  • [学会発表] Threshold of regularities of solutions to the semilinear heat equation2023

    • 著者名/発表者名
      武内太貴
    • 学会等名
      鳥取PDE研究集会 2023
    • 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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