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2015 Fiscal Year Research-status Report

微分方程式系における多様な分岐構造の解明

Research Project

Project/Area Number 25400168
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

矢ヶ崎 一幸  京都大学, 情報学研究科, 教授 (40200472)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 柴山 允瑠  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (40467444)
伊藤 秀一  金沢大学, 数物科学系, 教授 (90159905)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords力学系 / 偏微分方程式系 / 不規則摂動系 / 周期摂動系 / 区分的に滑らかな系 / 分岐 / カオス / 非可積分性
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,常微分方程式系あるいは偏微分方程式系で記述される力学系を取りあげ,従来の分岐理論では取り扱うことが困難である多様な分岐構造を,必要となる手法を新たに開発するなどして解明する.また,対応した数値解析あるいは数値シミュレーションを行って理論結果を数値的に確認する.本年度は以下の研究成果が得られた.
1.連成非線形シュレディンガー方程式においてソリトン解の分岐を解析し,発生する解の線形安定性を理論的に判別した.また,数値解析を行い,理論結果の有効性を確認した.
2.一般的な微分方程式系に対して,モラレス・ラミス理論を用いてホモ/ヘテロクリニック軌道近傍における非可積分性のための十分条件を与えた.
3.保存系が周期的な摂動を受ける系に対して,カオス軌道が存在するための条件を求めるための手法を新たに提案し,周期外力の作用する剛体の運動方程式に適用した.
4.外部フィードバック制御法を改良し,実機への応用が容易な,概外部フィードバック制御法を提案した.さらに,原子間顕微鏡のプローブであるマイクロカンチレバーに対して,概外部フィードバック制御を適用した際に生じる分岐現象を数値計算を援用することによって解析し,数値シミュレーションを行って本制御法の有効性を明らかにした.
5.不規則摂動を受ける系に対して,25年度に与えた証明にあったギャップを埋めて,厳密にカオスの存在を証明した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初予定されていた研究で一部完了していないものもあるが,それを補うような予期していなかった研究成果が得られた.

Strategy for Future Research Activity

今年度までに得られた研究成果を論文にまとめ,ハミルトン系,反転可能系,区分的に滑らかな系,周期摂動系,不規則摂動系および偏微分方程式系に対して得られた知見を得る.

Causes of Carryover

分担研究者と協力して今年度パリ第7大学のEliasson教授を招へいして研究集会を開催し,研究成果を発表する予定であったが,先方の事情により延期した.

Expenditure Plan for Carryover Budget

本課題研究の主要研究成果発表を目的として今年7月に米国で開催される国際会議 The 11th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications に参加する.また,パリ第7大学のEliasson教授を招へいして研究集会を開催し,研究成果を発表する.

  • Research Products

    (12 results)

All 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Open Access: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 7 results)

  • [Journal Article] Some remarks on integrability and normal forms for vector fields2016

    • Author(s)
      Hidekazu Ito
    • Journal Title

      RIMS Kokyuroku Bessatsu

      Volume: B57 Pages: 249-264

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Three topologically nontrivial choreographic motions of three bodies2016

    • Author(s)
      Milovan Suvakov, Mitsuru Shibayama
    • Journal Title

      Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy

      Volume: 124 Pages: 155-162

    • DOI

      10.1007/s10569-015-9657-9

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chaos in randomly perturbed dynamical systems2015

    • Author(s)
      Kazuyuki Yagasaki
    • Journal Title

      京都大学数理解析研究所講究録

      Volume: 1942 Pages: 98-104

    • Open Access
  • [Presentation] Periodic solutions of a prescribed-energy problem for a singular Hamiltonian system2016

    • Author(s)
      Mitsuru Shibayama
    • Organizer
      The 11th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • Place of Presentation
      Orlando (USA)
    • Year and Date
      2016-07-03
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Melnikov Processes and Chaos in Randomly Perturbed Dynamical Systems2016

    • Author(s)
      Kazuyuki Yagasaki
    • Organizer
      The 11th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • Place of Presentation
      Orlando (USA)
    • Year and Date
      2016-07-01 – 2016-07-05
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ハミルトン系の非可積分性とカオス2016

    • Author(s)
      矢ヶ崎一幸
    • Organizer
      第 30 回計算数理工学フ ォ ーラ ム
    • Place of Presentation
      京都大学 (京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-03-18
    • Invited
  • [Presentation] n体問題の周期軌道の変分解析2016

    • Author(s)
      柴山允瑠
    • Organizer
      日本数学会2016年度年会
    • Place of Presentation
      筑波大学 (茨城県・つくば市)
    • Year and Date
      2016-03-16
    • Invited
  • [Presentation] 特異点のブローアップと標準形理論の応用による第一積分の個数の評価2015

    • Author(s)
      柴山允瑠
    • Organizer
      天体力学N体力学研究会
    • Place of Presentation
      SMBCイベントスペース (千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2015-12-25
  • [Presentation] Periodic solutions of a prescribed-energy problem for a singular Hamiltonian system2015

    • Author(s)
      柴山允瑠
    • Organizer
      RIMS研究集会「実領域における常微分方程式の定性的研究」
    • Place of Presentation
      京都大学数理解析研究所 (京都府・京都市)
    • Year and Date
      2015-11-10
    • Invited
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡におけるマイクロカンチレバーの概外部フィードバック制御2015

    • Author(s)
      矢ヶ崎一幸
    • Organizer
      日本応用数理学会2015年度年会
    • Place of Presentation
      金沢大学 (石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-09
  • [Presentation] Integrable and superintegrable vector fields and their normal forms at equilibria2015

    • Author(s)
      Hidekazu Ito
    • Organizer
      Dynamics, Topology and Computations
    • Place of Presentation
      Bedlewo (Poland)
    • Year and Date
      2015-06-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Melnikov Processes and Chaos in Randomly Perturbed Dynamical Systems2015

    • Author(s)
      Kazuyuki Yagasaki
    • Organizer
      2015 NCTS Workshop on Dynamical Systems
    • Place of Presentation
      Taipei (Taiwan)
    • Year and Date
      2015-05-22
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2017-01-06  

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