Convexity of Surfaces Moving by Mean Curvature Flow
Untersuchung der Invarianz von Konvexitätsbedingungen bei Mean Curvature Flow in allgemeinen Riemannschen Mannigfaltigkeiten. Diplomarbeit, 2001.
Die Arbeit untersucht, wann Konvexität (Nichtnegativität der Hauptkrümmungen bzw. der zweiten Fundamentalform ) bei Mean Curvature Flow in allgemeinen Riemannschen Mannigfaltigkeiten erhalten bleibt.
Kernpunkte
Setup & Werkzeuge: Aufbau der nötigen Differentialgeometrie (Einbettungen, zweite Fundamentalform , Gauß-/Codazzi-Gleichungen, Simons-Identität) und Herleitung zentraler Evolutionsgleichungen unter Mean Curvature Flow – u. a. für , die mittlere Krümmung und die Norm der Weingartenabbildung .
Hauptresultat (nach Huisken 1986): In gekrümmten Umgebungsräumen ist „naive” Konvexität () nicht automatisch invariant. Stattdessen wird eine modifizierte Konvexitätsbedingung formuliert, die Schranken der Umgebungs-Krümmung und ihrer Ableitung berücksichtigt; diese modifizierte Konvexität wird unter dem Fluss bewahrt (Maximumprinzip für Tensoren als Schlüsseltechnik).
Zusatzkapitel: Darstellung von Huisken’s Pinching-Ergebnis: Die Hauptkrümmungen nähern sich im Verlauf des Flusses einander an, d. h. („Pinching”).
Rigidität / Beispiele: Zwei konstruktive Beispiele zeigen, dass die Modifikation zwingend nötig ist:
- Im hyperbolischen Raum kann eine zunächst konvexe Fläche () sofort Konvexität verlieren – Einfluss der Umgebungs-Krümmung (, ).
- In Berger-Sphären kann Konvexität lokal verloren gehen – Einfluss des Krümmungsgradienten (, ).