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2023 年度 実績報告書

非線形数理モデルのエントロピー消散構造に基づく数理解析

研究課題

研究課題/領域番号 23H01085
配分区分補助金
研究機関早稲田大学

研究代表者

川島 秀一  早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), その他(招聘研究員) (70144631)

研究分担者 小川 卓克  東北大学, 理学研究科, 教授 (20224107)
隠居 良行  東京工業大学, 理学院, 教授 (80243913)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2028-03-31
キーワード非線形数理モデル / 非線形偏微分方程式 / 数学的エントロピー / 消散構造 / 記憶型消散効果 / 減衰評価 / 非線形波 / 安定性
研究実績の概要

流体力学、弾性体力学、電磁流体力学などの分野において非線形偏微分方程式系として定式化される様々な数理モデルを対象に、その数学的エントロピー、系に内在する非線形構造および消散構造に着目し、数理解析研究の新たな展望を開くことを目指して研究を行い、次のような成果を得た。
1.記憶型応力項を含む熱粘弾性体方程式系を一般の枠内で考察した。定数平衡状態で系を線形化し、その線形化系の基本解を構成した。さらに、系の消散構造が標準型であることを確認し、対応する線形解の減衰評価を示した。熱粘弾性体の数理モデルとその数理解析研究に貢献する重要な研究成果である。
2.記憶項を持つ一般の対称双曲系を考察した。記憶核は一般の strongly positive definite の場合を扱い、記憶項は対称緩和型の場合を考察した。系に対する職人技条件の下、系の減衰特性が可微分性損失型であることを明らかにし、対応する減衰評価を導出した。その証明は Fourier 空間におけるエネルギー法に基づいており、そこでは職人技条件、系の減衰特性を規定する関数を重みとする技法が重要な役割を果たしている。記憶項を持つ系の数学解析に新たな展望を開く斬新な研究成果である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初から研究対象としていた弾性体の数理モデルや記憶項を含む数理モデルの数理解析に関して、重要な進展があった。

今後の研究の推進方策

研究は順調に進展しており、今後も当初の計画通り研究を進める予定である。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 9件、 招待講演 14件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Decay property for symmetric hyperbolic system with memory-type relaxation2024

    • 著者名/発表者名
      Mori Naofumi、Okada Mari、Kawashima Shuichi
    • 雑誌名

      Analysis and Applications

      巻: 22 ページ: -

    • DOI

      10.1142/S0219530523500367

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Free boundary problems of the incompressible Navier-Stokes equations with non-flat initial surface in the critical Besov space2024

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Takayoshi、Shimizu Senjo
    • 雑誌名

      Mathematische Annalen

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1007/s00208-024-02823-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Linear decay property for the hyperbolic-parabolic coupled systems of thermoviscoelasticity2023

    • 著者名/発表者名
      Dharmawardane Priyanjana M. N.、Kawashima Shuichi、Ogawa Takayoshi、Segata Jun-ichi
    • 雑誌名

      Journal of Hyperbolic Differential Equations

      巻: 20 ページ: 967~986

    • DOI

      10.1142/S0219891623500297

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Maximal regularity of the heat evolution equation on spatial local spaces and application to a singular limit problem of the Keller-Segel system2023

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Takayoshi、Suguro Takeshi
    • 雑誌名

      Mathematische Annalen

      巻: 387 ページ: 389~431

    • DOI

      10.1007/s00208-022-02469-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global existence of solutions to the 4D attraction-repulsion chemotaxis system and applications of Brezis-Merle inequality2023

    • 著者名/発表者名
      Hosono Tatsuya、Ogawa Takayoshi
    • 雑誌名

      Nonlinearity

      巻: 36 ページ: 5860~5883

    • DOI

      10.1088/1361-6544/acf6ee

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maximal $L^{1}$-regularity and free boundary problems for the incompressible Navier-Stokes equations in critical spaces2023

    • 著者名/発表者名
      OGAWA Takayoshi、SHIMIZU Senjo
    • 雑誌名

      Journal of the Mathematical Society of Japan

      巻: 76 ページ: 593~672

    • DOI

      10.2969/jmsj/88288828

    • 査読あり
  • [学会発表] Mathematical analysis for the fundamental system in electro-magneto-hydrodynamics2024

    • 著者名/発表者名
      川島秀一
    • 学会等名
      北九州地区における偏微分方程式研究集会
    • 招待講演
  • [学会発表] Fundamental system in electro-magneto-hydrodynamics: Symmetrization and well-posedness2024

    • 著者名/発表者名
      川島秀一
    • 学会等名
      京都大学 NLPDE セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] End point maximal regularity and free boundary problem for the Navier-Stokes equation2024

    • 著者名/発表者名
      T. Ogawa
    • 学会等名
      International Workshop 「Regularity and Singularity for Geometric PDE and related topics」
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] BMO における熱方程式の最大正則性と Hall-MHD 方程式の適切性2024

    • 著者名/発表者名
      小川卓克
    • 学会等名
      研究集会「深江における非線形偏微分方程式研究集会」 石井克幸教授還暦集会
    • 招待講演
  • [学会発表] Maximal $L^1$ regularity for the Stokes system and a free surface problem of the incompressible Navier-Stokes equations in a scaling critical space2023

    • 著者名/発表者名
      T. Ogawa
    • 学会等名
      中国科学院 数学研究所 解析セミナー (on line)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Maximal regularity for the heat equations in BMO2023

    • 著者名/発表者名
      T. Ogawa
    • 学会等名
      International Conference "Functional Inequality and Asymptotic Behavior of Nonlienar Elliptic Equations" in honor of Prof. F. Takahashi's 60th birthday
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Maximal regularity for the Cauchy problem of the heat equation in BMO and applications2023

    • 著者名/発表者名
      T. Ogawa
    • 学会等名
      Beijin-Osaka joint workshop for PDE and related topics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 放物型方程式の初期値問題に対する有界平均振動における最大正則性について2023

    • 著者名/発表者名
      小川卓克
    • 学会等名
      研究集会「応用解析研究会 40周年記念講演会」
    • 招待講演
  • [学会発表] 端点最大正則性とその臨界型非線型問題への応用 II2023

    • 著者名/発表者名
      小川卓克
    • 学会等名
      日本数学会 函数方程式論分科会 「微分方程式の総合的研究」
    • 招待講演
  • [学会発表] Eckhaus instability of the compressible Taylor vortices2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Kagei
    • 学会等名
      2023 NCTS PDE Conference on Recent Development of Fluid Dynamics and Kinetic Theory
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Eckhaus instability of the compressible Taylor vortices2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Kagei
    • 学会等名
      BIRS-IASM Workshop "Partial Differential Equations in Fluid Dynamics"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 準線形消散型弾性波方程式に対する時間周期解の安定性について2023

    • 著者名/発表者名
      隠居良行, 竹田寛志
    • 学会等名
      2023年度日本数学会秋季総合分科会,函数方程式論分科会
  • [学会発表] 圧縮性 Taylor 渦の Eckhaus 不安定性2023

    • 著者名/発表者名
      隠居良行
    • 学会等名
      2023年度日本数学会秋季総合分科会,函数方程式論分科会
  • [学会発表] Eckhaus instability of the compressible Taylor vortices2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Kagei
    • 学会等名
      International Conference on Recent Advances in Nonlinear PDEs and Their Applications
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Eckhaus instability of the compressible Taylor vortices2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Kagei
    • 学会等名
      Critical phenomena in Nonlinear Partial Differential Equations, Harmonic analysis, and Functional inequalities - in honor on Professor Takayoshi Ogawa's 60th birthday -
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Eckhaus instability of the compressible Taylor vortices2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Kagei
    • 学会等名
      Recent Topics on the Mathematical Fluid Mechanics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] The 41th Kyushu Symposium on Partial Differential Equations2024

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公開日: 2024-12-25  

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