粘性流体と分散型非線形方程式研究に関する日韓国際共同研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13894006
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 小川 卓克 九州大学, 大学院・数理学研究院, 助教授 (20224107)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小薗 英雄 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00195728) ; 隠居 良行 九州大学, 大学院・数理学研究院, 助教授 (80243913) ; 川島 秀一 九州大学, 大学院・数理学研究院, 教授 (70144631) ; 三沢 正史 熊本大学, 理学部, 助教授 (40242672) ; 林 仲夫 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30173016)
• Keywords: 分散型方程式 / Benjamin-Ono方程式 / Euler方程式 / 臨界型Sobolev不等式 / 非斉次Besov空間 / 双曲放物連立系 / 不変多様体

Research Abstract

研究実績は以下のとおり.
研究代表者の小川は研究分担者の加藤と共に,非線型分散系の方程式についてBenjamin-Ono方程式の初期値問題の解がその初期値に一点のみSobolev空間H^S(s>3/2)程度の特異点を持つ場合に、対応する弱解が時間が立てば、時間、空間両方向につき実解析的となるsmoothing effectを持つことを示した。その過程で、無限連立のBenjamin-Ono型連立系の時間局所適切性を証明した。またKdV方程式とBenjamin-Ono方程式の中間的な効果を表すBenjaminのoriginal方程式に関して、その初期値問題が負の指数をも許すSobolev空間H^s(R)(s>-3/4)で時間局所的に適切となることを示した。
さらに、谷内と共同で臨界型の対数形Sobolevの不等式(Brezis-Gallouetの不等式)を斉次,非斉次Besov空間に拡張した。またそれを用いて非圧縮性Navier-Stokes方程式、Euler方程式、及び球面上への調和写像流の解の正則延長のための十分条件をこれまでに知られているSerrin型の条件よりも拡張した。これらの結果を元に、韓国ソウル国立大学数学科のD-H. Chae氏との共同研究をめざす、研究交流を行った
分担者の川島は一般の双曲・楕円型連立系のある種の特異極限を論じた。この特異極限で双曲・楕円型連立系の解が対応する双曲・放物型連立系の解に収束することを、その収束の速さも込めて証明した。また、輻射気体の方程式系ではこの特異極限は、Boltzmann数とBouguer数の積を一定にしたままBoltzmann数を零に近づける極限に対応していることを明らかにした。
分担者の隠居はVlasov-Poisson-Fokker-Planck方程式(VPFP方程式)の初期値問題に対して,重み付きソボレフ空間において不変多様体を構成し、解の時間無限大での漸近形を導出した。

Research Products

• [Publications] H.Kozono, T.Ogawa, Y.Tanisa: "Well-posedness for the Benjamin equations"J. Korean Math. Soc.. 38. 1205-1234 (2001)
• [Publications] E.Kaikina, K.Kato, P.Naumkin, T.Ogawa: "Analytic smoothing effect for the Benjamin-Ono equations"京都大学数理解析研究所 講究録. 1204. 77-84 (2001)
• [Publications] H.Kozono, T.Ogawa, Y.Taniuchi: "The critical Sobolev inequalities in Besov spaces and regularity criterion to some semi-linear evolution equations"Math. Z. (electirc). 239. (2002)
• [Publications] T.Ogawa: "Analytic smoothing effect for the Benjamin-Ono equation"京都大学数理解析研究所 講究録. 1234. 113-126 (2001)
• [Publications] E.Kaikina, K.Kato, P.Naumkin T.Ogawa: "Wellposedness and analytic smoothing effect for the Benjamin-One equations"Publ. Res. Inst. Math. Sci.. (in press).
• [Publications] S.Kawashima, S.Nishibata: "A singular limit for hyperbolic-elliptic coupled systems in radiation hydrodynamics"Indiana Univ. Math. J.. 50. 567-589 (2001)
• [Publications] T.Iguchi, S.Kawashima: "On space-time decay properties of solutions to hyperboic-elliptic coupled systems"Hiroshima Math. J.. (2001)
• [Publications] Yoshiyuki Kagei: "Invariant manifolds and long-time asymptotics for the Vlasov-Poisson-Fokker-Planck equation"SIAM J. Math. Anal.. 33. 489-507 (2001)
• [Publications] H.Kozono: "On well-posedness of the Navier-Stokes equations"Adv. Math. Fluid Mech.. 207-236 (2001)
• [Publications] Kozono, H: "Rapid time-decay and net force to the obstacles by the Stokes flow in exterior domains"Math. Ann.. 320. 709-730 (2001)
• [Publications] Kozono, H.: "Weak solutions of the Navier-Stokes equation with test functions in the weak-L^n space"Tohoku Math. J.. 53. 55-79 (2001)
• [Publications] M.Misawa: "On the p-harmonic flow into spheres in the singular case"Nonlinear Anal.. 2001(in press).
• [Publications] M.Misawa: "Local Holder regularity of gradients for evolutional p-Laplacian systems"Ann. Mat. Pura Appl.. 2001(to appear).