Mathematical Theory of Nonlinear-Non-equilibrium Reaction-Diffusion Systems

非线性非平衡反应扩散系统的数学理论

基本信息

  • 批准号:
    18104002
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 45.09万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2006 至 2010
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Reaction diffusion equations already appeared as mathematics models which described population genetics, ecology and so on from the early 20^<th> century, and the qualitative study was performed in the world of mathematics. In the late 20^<th> century, there was a great breakthrough in sciences, that is, nonlinear non-equilibrium science and reaction diffusion equations appeared in natural ecienc such as physics, chemistry, biology and other fields, as mathematics models describing various nonlinear non-equilibrium phenomena. Thus, the study of reaction diffusion system has been pushed forward not only in mathematics but also in widely natural sciences. The result in this study was able to establish the analytical technique of spatio-temporal patterns arising in reaction diffusion equations from viewpoints of mathematics and applied mathematics for mathematical elucidation of the nonlinear-non-equilibrium phenomenon. As examples, there are (1) the construction of "the invariant manifold theory of infinite dimension dynamical systems" to handle pattern dynamics appearing as dissipative structure and self-organization, (2) the construction of "analytical theory of transient pattern dynamics" to understand the transition process from a simple pattern to a complex one, which is a typical nonlinear-non-equilibrium phenomenon, and (3) the construction of "the singular limit theory" to understand complex dynamic patterns and stationary forms in nonlinear non-equilibrium systems. These results enable us to mathematically understand spatio-temporal patterns in nonlinear non-equilibrium systems.
反应扩散方程从20世纪初期就已经作为描述群体遗传学、生态学等的数学模型出现,并在数学界进行定性研究。 20世纪后期,科学出现了重大突破,即非线性非平衡科学和反应扩散方程出现在物理、化学、生物等自然科学领域,作为描述各种现象的数学模型。非线性非平衡现象。由此,反应扩散系统的研究不仅在数学领域得到了推动,而且在更广泛的自然科学领域也得到了推动。本研究的结果能够从数学和应用数学的角度建立反应扩散方程中时空模式的分析技术,以对非线性非平衡现象进行数学解释。例如,有(1)构建“无限维动力系统的不变流形理论”来处理表现为耗散结构和自组织的模式动力学,(2)构建“瞬态模式动力学的解析理论”来处理理解从简单模式到复杂模式的转变过程,这是一种典型的非线性非平衡现象,以及(3)构建“奇异极限理论”来理解非线性非平衡中的复杂动态模式和稳态形式系统。这些结果使我们能够从数学上理解非线性非平衡系统中的时空模式。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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专利数量(0)
フエーズフィールドモデルのおもしろさ
相场模型的有趣方面
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    鷲見朗子;(鷲見克典と共同発表);平川均;伊藤秀史;Kaoru Ono;Hitoshi Hirakawa;小林亮
  • 通讯作者:
    小林亮
A free boundary problem arising in a simplified tumour growth model of contact inhibition
  • DOI:
    10.4171/ifb/233
  • 发表时间:
    2010-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Bertsch, M.;Dal Passo, R.;Mimura, M.
  • 通讯作者:
    Mimura, M.
Pinned fronts in heterogeneous media of jump type
  • DOI:
    10.1088/0951-7715/24/1/007
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    P. van Heijster;A. Doelman;T. Kaper;Y. Nishiura;Kei-Ichi Ueda
  • 通讯作者:
    P. van Heijster;A. Doelman;T. Kaper;Y. Nishiura;Kei-Ichi Ueda
Dynamics of traveling pulses in heterogeneous media of jump type
跳跃型异质介质中行进脉冲的动力学
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ryu;D.;H.;K. Ueda with Y. Nishiura and Y. Oyama
  • 通讯作者:
    K. Ueda with Y. Nishiura and Y. Oyama
Transient self-organized patterns in biological and chemical systems
生物和化学系统中的瞬态自组织模式
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Maeda;K.;Hiroshi Ohta;小田淳一;平川均;松川陽介;M.Mimura;Kenji Fukaya;M. Mimura
  • 通讯作者:
    M. Mimura
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