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2016 年度 実施状況報告書

非線形分散型方程式に対する分散波, 孤立波およびそれらの相互作用の解析

研究課題

研究課題/領域番号 25707004
研究機関東北大学

研究代表者

瀬片 純市  東北大学, 理学研究科, 准教授 (90432822)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
キーワード関数方程式論 / 数理物理学 / 漸近解析 / 調和解析学 / 流体
研究実績の概要

本年度は, 昨年度に引き続き一般化Korteweg-de Vries(KdV)方程式の解の長時間挙動について, 特に, 解の挙動を分類するという観点から研究を行った。本研究においては主に, ソリトン解が安定となる質量劣臨界の場合に, 散乱する解の集合と散乱しない解の集合との境目にある最小非散乱解とよばれる解について研究を行った。最小非散乱解は解の挙動の分類を行う上で重要な役割を果たすが, 本研究では線形化方程式の解に対する時空間評価とその時空間評価に基づく凝集コンパクト性の議論を用ることにより最小非散乱解を構成した。昨年度までの研究で構成した最小非散乱解は時間発展によるコンパクト性が期待できないが、今年度は最小化問題の設定を変えることで昨年度とは異なるプレコンパクト性を持つ最小非散乱解の存在を示した。
本年度はまた, ゲージ不変な2次の非線形項を持つ2次元Klein-Gordon方程式の散乱問題について考察した。非線形項が滑らかではないため, 具体的な解の挙動はこれまで知られていなかった。本研究では一般化KdV方程式の解の挙動を調べる際に用いた, フーリエ級数に関する手法を用いることで, ゲージ不変な2次の非線形項を持つ2次元Klein-Gordon方程式に対し解の挙動を捉えることが出来た。具体的には, 線形化方程式の解に位相を補正を施したものを漸近形として与えたとき, 時刻無限大でその関数に漸近するような非線形Klein-Gordon方程式の解を構成した。またわれわれの手法とGinibre-Ozawaによる手法を組み合わせることで3次元非線形Klein-Gordon方程式に対しても同様の結果を得ることが出来た。これらの研究は眞崎聡氏(大阪大学)との共同研究に基づく。

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

本年度は, 昨年度に引き続き一般化KdV方程式の解の長時間挙動について, 散乱する解の集合と散乱しない解の集合との境目にある元のうち, 最も重要な最小非散乱解とよばれる解を構成した。昨年度までの研究では, 時間と空間の可積分指数が等しい場合の線形化方程式の解の時空間評価をもとに解析を行っていたが, 今年度は時間と空間の可積分指数が等しくない場合の時空間評価をもとに解析することで, より少ない仮定のもと一般化KdV方程式の最小非散乱解の存在を示すことができた。また本研究で用いた手法を応用することでゲージ不変な2次の非線形項を持つ2次元Klein-Gordon方程式に対し解の挙動を捉えることが出来た。

今後の研究の推進方策

平成28年度に引き続き一般化KdV方程式の解の長時間挙動について解の挙動を分類するという観点から研究を進める。次のステップとしてひとつのソリトン解に近づく解とその他の挙動を示す解との境目について研究を進める。またZakharov-Kuznetsov方程式の散乱問題について研究を行う。

次年度使用額が生じた理由

平成28年度に国内出張をいくつか予定していたが, その他の業務等で出張に行く時間が取れず, 出張費が予定額を下回ったため。

次年度使用額の使用計画

平成28年度に予定していた国内出張を平成29年度に行う。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 8件、 招待講演 11件)

  • [国際共同研究] National Cheng Kung University(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      National Cheng Kung University
  • [雑誌論文] The generalized Korteweg-de Vries equation with time oscillating nonlinearity in scale critical Sobolev space2016

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Segata and Keishu Watanabe
    • 雑誌名

      Nonlinear Differential Equations and Applications, NoDEA

      巻: Vol.23 ページ: -(全21ページ)

    • DOI

      10.1007/s00030-016-0405-y

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Fourth order nonlinear Schr"odinger limit for quantum Zakharov system2016

    • 著者名/発表者名
      Yung-Fu Fang, Chi-Kun Lin, and Jun-ichi Segata
    • 雑誌名

      Zeitschrift f"ur angewandte Mathematik und Physik, ZAMP - Journal of Applied Mathematics and Physics

      巻: Vol.67 ページ: -(全28ページ)

    • DOI

      10.1007/s00033-016-0740-1

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Scattering problem for the generalized Korteweg-de Vries equation2017

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Segata
    • 学会等名
      PDE/Applied seminar at UCSB
    • 発表場所
      University of California, Santa Barbara (Santa Barbara, USA)
    • 年月日
      2017-03-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Refinement of Strichartz estimate for Airy equation in non-diagonal case and its application2017

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Segata
    • 学会等名
      Critical Exponents and Nonlinear Evolution Equation 2017
    • 発表場所
      東京理科大学神楽坂キャンパス (東京都)
    • 年月日
      2017-02-20 – 2017-02-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Scattering problem for the generalized Korteweg‐de Vries equation2017

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Segata
    • 学会等名
      第34回九州における偏微分方程式研究集会
    • 発表場所
      九州大学 (福岡市)
    • 年月日
      2017-01-30 – 2017-02-01
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 一般化Korteweg-de Vries方程式の散乱問題2017

    • 著者名/発表者名
      瀬片純市
    • 学会等名
      東北大学数学教室談話会
    • 発表場所
      東北大学 (仙台市)
    • 年月日
      2017-01-23
    • 招待講演
  • [学会発表] Scattering problem for the generalized Korteweg‐de Vries equation2016

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Segata
    • 学会等名
      2016 Taiwan-Japan Workshop on Dispersion, Navier Stokes, Kinetic, and Inverse Problems 2016
    • 発表場所
      National Cheng Kung University (台南市, 台湾)
    • 年月日
      2016-12-25 – 2016-12-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Final state problem for the Klein-Gordon equation with quadratic gauge invariant nonlinearity in two dimensions2016

    • 著者名/発表者名
      瀬片純市
    • 学会等名
      京都大学NLPDEセミナー
    • 発表場所
      京都大学 (京都市)
    • 年月日
      2016-12-16
    • 招待講演
  • [学会発表] Scattering problem for the generalized Korteweg-de Vries equation2016

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Segata
    • 学会等名
      Colloquium at Fudan University
    • 発表場所
      Fudan University (上海市, 中国)
    • 年月日
      2016-12-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Modified scattering for the Klein-Gordon equation with quadratic gauge invariant nonlinearity in two dimensions2016

    • 著者名/発表者名
      瀬片純市
    • 学会等名
      第3回 神楽坂非線形波動研究会
    • 発表場所
      東京理科大学神楽坂キャンパス (東京都)
    • 年月日
      2016-12-02 – 2016-12-03
    • 招待講演
  • [学会発表] Refinement of Strichartz estimates for Airy equation and application2016

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Segata
    • 学会等名
      Nonlinear Wave and Dispersive Equations, Kyoto 2016
    • 発表場所
      京都大学理学部 (京都市)
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Refinement of Strichartz estimates for Airy equation and application2016

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Segata
    • 学会等名
      Fundamental Problems in Mathematical and Theoretical Physics
    • 発表場所
      早稲田大学理工学部 (東京都)
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Refinement of Strichartz estimates for Airy equation and application2016

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Segata
    • 学会等名
      RIMS 研究集会「保存則と保存則をもつ偏微分方程式に対する解の正則性,特異性および長時間挙動の研究」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所 (京都市)
    • 年月日
      2016-06-06 – 2016-06-08
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-22  

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