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几类非线性微分方程的解析解及对称与守恒律的研究

发布时间:2020-12-12 07:49
  对非线性微分方程解析解、对称及守恒律的研究有助于对相应物理现象的科学解释和工程应用.本文首先阐明了 Hirota双线性方法、Bell多项式和Riemann theta函数法并将它们推广到五阶KdV型方程,系统地研究了其周期波解并证明了周期波解的渐进性.同时发展了同宿呼吸限制法,求得了(3+1)-维Kadomtsev-Petviashvili方程的呼吸波解和怪波解.然后,将李对称分析法和伴随方程法推广到时间分数阶Kolmogorov-Petrovskii-Piskunov方程,构造出它的对称和守恒律.最后,基于李对称分析法,阐明了伴随方程法和线性稳定性分析法并将它们拓展到(3+1)-维非线性Schrodinger方程,分别研究了它的对称、守恒律和调制不稳定性分析.第一章,简单介绍了孤立子理论,李群和守恒律的研究背景及意义,并且介绍了本文的主要工作.第二章,基于Hirota双线性方法,重点介绍了 Bell多项式和Riemann theta函数,并将它们推广到五阶KdV型方程.得到了该方程的双线性形式,同时构造出它的周期波解和孤子解,并详细地给出渐进性分析,证明了参数在一定的极限条件下,其周... 

【文章来源】:中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:101 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

几类非线性微分方程的解析解及对称与守恒律的研究


图2-2五阶KdV型方程(2.1)通过表达式(2.25)在参数条件h?=?l,h2?=?sin(2t)2,负=1,??坍=2,?ca?=?-1和抝=—0.〇5下所对应的二孤子解的图像.其中(a)立体图;(b)俯视图;(c>等??

立体图,方程,表达式,条件


(c}?W??图2-2五阶KdV型方程(2.1)通过表达式(2.25)在参数条件h?=?l,h2?=?sin(2t)2,负=1,??坍=2,?ca?=?-1和抝=—0.〇5下所对应的二孤子解的图像.其中(a)立体图;(b)俯视图;(c>等??高线ft;?(d)沿闭轴的波德—形式,??Figure?2-2?Propagation?of?the?two?solitary?wave?for?the?fifth-order?KdV?type?equation?(2.1)?via??expression?(2.25)?with?parameters:?hi?=?1,?h2?=?sin(2i)2,?cx?=?1,Mi?—?2,?c2?=?—?1?and??[i2?—?—0.05.?(a)?Perspective?view;?(b)?Top?view;?(c)?Contour?plot;?(d)?Wave?propagation?along?the??x?axis.??其中?7j?=?+Z9?JP(t)=吾?f?h^h^h^dt?+?m,力(f)?=?—?J??当iV?=?2时,五阶KdV型方程(2.1)有下面的2-孤子解??m2?=?30/h/^1?忿?ln(l?+?e^1?+?+?e兩十(2.27)??:燦ft?.?=?義?+4?=备??鷂?W?/?盔i讀轉氣??i?=?1?9?P^fA?)?=??—丄,A????下面将通过两幅图片来展示孤立波的传播情况.在方程(2.26)和(2.27)中8??通过选取合适的参数

周期波解,参数,方程,表达式


其中外r)和参数叫,lu2,?u以分别由方程(2.46)和(2.58)来确定?其他参数??fcjs?#椋?牐裕?牐?牵?裕河傻模??□??通过选取含适的参数,图2-6,?2-7中绘制了?2-周期波解的传播情况.??rr^??⑷?0)?(c)??■?_??-100?-80?-60?^10?-20?0?20?40?60?SO?1!??-1b-06?-6b-06?^e-06?02e-06?te-06?1e-05??*?t??⑷?(e)??图2-6五阶KdV型方程(2.1)通过表达式(2.43)在参数条件&?=?-1,?^?=?2,知=0.1.,??=?0.3,?ni?=?i,?r12?=?0.5i,t22?=?2i和ei?=?&?=?0下所对应的2-周期波解的图像,其中??(a)立体圈;(b)俯视圈;妨_畜线匿;:(d)沿a;轴的波传播形式;(e)沿:i轴的被传播形式.??Figure?2-6?A?two-periodic?wave?of?the?fifth-order?KdV?type?equation?(2.1)?via?expression?(2.43)??with?parameters:?hi?=?—1,?/i2?=?2,?k\?=?0.1,?A:2?=?0.3,?rn?=?i,?t\2?—?〇-5i,?T22?=?2i,?and??^1?—?^2?—?〇??(a)?Perspective?view?of?the?real?part?of?the?periodic?wave?Re(u);?(6)?Overhead?view??of?the?wave

【参考文献】:
期刊论文
[1]NONLINEARIZATION OF THE LAX SYSTEM FOR AKNS HIERARCHY[J]. 曹策问.  Science in China,Ser.A. 1990(05)

博士论文
[1]非线性微分方程的若干解析解方法与可积系统[D]. 田守富.大连理工大学 2012



本文编号:2912134

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