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2014 年度 実績報告書

非線形偏微分方程式における自己相似構造の数学解析

研究課題

研究課題/領域番号 25707005
研究機関東京工業大学

研究代表者

三浦 英之  東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (20431497)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード非圧縮性流体
研究実績の概要

昨年度に引き続き前川泰則氏と共同で境界がグラフで表されるn次元領域上における非圧縮性流体の研究を行った.適当なノルム位相においてn次元ソレノイダルベクトル場全体のなす空間からR^{n-1}値関数全体のなす空間への同型写像を構成した.この同型写像はある種の勾配ベクトル場を消去する作用があり,非圧縮性流体の解析に有用である.その応用の一つとして(非定常)Stokes方程式の新しい解析法を考案した.これは上記の同型写像を用いることによりStokes作用素をラプラシアンの低階摂動と見なして解析するものである.これは半空間におけるStokes方程式に対する鵜飼氏によるアプローチの一つの一般化と考えられる.
また伊藤翼氏,米田剛氏と共同で2次元非圧縮性Euler方程式の時間大域挙動の研究を行った.no flow境界条件の下では大域解の渦度勾配の最大ノルムは時間について高々重指数増大しかしないことが知られていたが,重指数増大するような解が実際に存在するかという問題が残されていた.最近この問題について進展があり,A.KiselevとV.Sverak(2014)により2次元円盤において境界の近傍で重指数増大する解が存在することが示された.我々はこれに関連し正方形内におけるEuler流を考察し,ある種の対称流については頂点の近傍で高々指数増大しかしないことを証明した.これは境界の形状により解の挙動が異なることを示している.

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

前年度までの結果を踏まえて非圧縮性流体の研究を行い,解の評価や時間大域挙動について新しい知見を得ることが出来たから.

今後の研究の推進方策

これまでの研究でグラフを境界とするような領域における非圧縮性Stokes問題の解の評価を得ることができたので応用としてNavier-Stokes方程式の解の構成を行いたい.
また非圧縮性Euler流については正方形という対称性の高い領域での大域挙動を研究したが,今後はより一般の角をもつ領域における場合を考察したい.

次年度使用額が生じた理由

諸事情により予定していた長期の海外出張が不可能になったため.

次年度使用額の使用計画

今年度はいくつかの海外での国際研究集会への参加および夏季,冬季休業中に海外出張を予定している.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Remark on the Helmholtz decomposition in domains with noncompact boundary2014

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Maekawa, Hideyuki Miura
    • 雑誌名

      Mathematische Annalen

      巻: 359 ページ: 1077-1095.

    • DOI

      10.1007/s00208-014-1033-7

    • 査読あり
  • [学会発表] On Ukai-type solution formula for the Stokes system in a domain with graph boundary2015

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Miura
    • 学会等名
      Mathematical Analysis on Fluid Dynamics and Conservation Laws
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2015-01-21
  • [学会発表] On isomorphism for the space of solenoidal vector fields and its application to the Stokes problem2014

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Miura
    • 学会等名
      非圧縮性粘性流体の数理解析
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2014-11-18
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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