基于双线性和动力系统方法的非线性发展方程的解析研究
[Abstract]:Nonlinear science is a new interdiscipline to study the commonness of nonlinear problems, and it is also a subject in the field of natural science. The nonlinear evolution equations are mainly derived from hydrodynamics, plasma physics, nonlinear optics, condensed matter physics, biology and so on. Nowadays, many methods are applied to solve nonlinear evolution equations, such as backscattering method, Backlund method, Darboux transformation method, Hirota bilinear method, Painleve analysis method, geometric bifurcation theory, homoclinic respiratory limit method and so on. In this paper, based on the theory of nonlinear evolution equation, using Hirota bilinear method, Painleve analysis method, geometric bifurcation theory and homoclinic respiratory limit method, several nonlinear evolution equations are studied by means of computer symbolic calculation, and their analytical solutions are obtained. The basic properties of the solution are further studied. The contents of this paper are as follows: (1) A nonlinear Schrodinger equation with Kerr term is studied by using the geometric bifurcation theory and the qualitative theory of dynamical systems. The equation describes the propagation process of light waves in nonlinear optical fibers. Through traveling wave transformation, we transform partial differential equation into ordinary differential equation, draw derailment diagram, distinguish the type of solution, obtain solitary wave solution and periodic solution of elliptic function. (2) secondly, we study the coupled modified Korteweg-de Vries equations. The equations describe the interaction of water waves in the process of transmission. This paper deals with coupled modified Korteweg-de Vries equations and transforms them into ordinary differential systems by twice traveling wave transformation, and makes qualitative theoretical analysis. Under different parameters, we obtain six sets of orbital diagrams. According to the properties of the orbital diagrams, we obtain solitary wave solutions and elliptic function solutions. In addition, a new elliptic function solution is obtained by using the extended elliptic function method. (3) in the end, a special water wave, deformity wave, is studied. In this paper, the (21) dimensional Kadomtsev-Petviashvili equation and (11) dimensional symmetric regular long wave equation are studied. On the basis of Hirota bilinear method, by means of symbolic calculation and homoclinic respiratory limit method, the authors obtain the solutions of the equation respiratory elements. The deformable wave solution of the equation is obtained by further analysis. To sum up, some nonlinear evolution equations, including the properties of their solutions, which are of great value in the field of optical communication and fluid mechanics, are mainly analyzed in this paper by means of analytical methods and computer symbolic calculations. The methods used in this paper can also be applied to the study of other coupling and high order nonlinear models. In addition, we hope to provide some theoretical help for the research in related fields.
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O175.29
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,本文编号:2423808
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