完整Coriolis力作用下带有外源强迫的非线性KdV方程

利用摄动方法,从描写既有Coriolis力垂直分量又含有水平分量的位涡方程出发,给出了近赤道非线性Rossby波所满足的具有外源强迫的非线性KdV方程,并利用Jacobi椭圆函数展开法,求解了改进后的非线性KdV方程的行波解及孤立波解.通过分析KdV方程的行波解,指出Coriolis力的水平分量和外源对Rossby波动的影响.     

两层流体中具有β变化和地形影响的Rossby波

本文研究了两层流体中具有变化的Rossby参数和地形Rossby波的问题.利用行波法和摄动的方法,获得了Rossby波振幅满足齐次KdV方程和齐次mKdV方程,推广了Rossby参数和地形对Rossby孤立波的影响.     

完整Coriolis力作用下带有外源强迫的非线性ZK方程

在正压流体中,从包含完整Coriolis参数的准地转位涡方程出发,在弱非线性长波近似下,采用多时空尺度和摄动方法,推导出大气非线性Rossby波振幅演变满足带有外源强迫的二维Zakharov-Kuznetsov(ZK)方程.然后利用Jacobi椭圆函数展开法,求解了ZK方程的椭圆正弦波解和孤立波解.分析结果表明,Coriolis参数的水平分量将影响二维Rossby波传播的频率特征,而外源不仅对二维Rossby波动的传播的频率有影响,对振幅也产生一个调制作用.     

层结流体中带有耗散和地形强迫的非线性Boussinesq方程及其解

本文研究在层结流体中非线性Rossby波的动力学模型.利用GardnerMorikawa变换和摄动展开法,从包含耗散、地形和外热源的准地转斜压位涡方程出发,推导了强迫非线性Boussinesq方程去描述非线性Rossby波振幅的演变和发展.利用修正的Jacobi椭圆函数展开法和同伦摄动法,得到强迫非线性Boussinesq方程的解析解和近似解.解的结果表明推广的β效应、基本流剪切效应和层结效应是产生非线性Rossby孤立波的重要因素,耗散和地形是影响非线性Rossby孤立波演变的外强迫因素.     

两层流体中具有β变化和地形影响的Rossby波（英文）

本文研究了两层流体中具有变化的Rossby参数和地形Rossby波的问题.利用行波法和摄动的方法,获得了Rossby波振幅满足齐次Kd V方程和齐次m Kd V方程,推广了Rossby参数和地形对Rossby孤立波的影响.     

推广的β平面近似下带有外源和耗散强迫的非线性Boussinesq方程及其孤立波解

在推广的β平面近似下,从包含耗散和外源的准地转位涡方程出发,利用Gardner-Morikawa变换和弱非线性摄动展开法,推导出带有外源和耗散强迫的非线性Boussinesq方程去刻画非线性Rossby波振幅的演变和发展.利用修正的Jacobi椭圆函数展开法,得到Boussinesq方程的周期波解和孤立波解,从解的结构分析了推广的β效应、切变基本流、外源和耗散是影响非线性Rossby波的重要因素.     

一类完整Coriolis力作用下的高阶非线性Schr?dinger方程的推导

在正压流体中,从含有完整Coriolis力的准地转位涡方程出发,采用摄动展开的方法推导了,一类新的高阶非线性Schr?dinger方程,用于描述地球流体力学中的非线性调制Rossby波.从方程中,讨论了调制波列.结果表明,完整Coriolis力下的水平分量和地形会影响均匀Rossby波调制不稳定,并且不稳定.区域也会随着改变.此外,均匀基本流也是影响Rossby孤立波调制不稳定性的的重要因素.     

一些非线性发展方程的有界钟状代数孤立波解

本文以非线性发展方程的有界钟状代数孤波解为研究对象,以Kolmogorov-Petrovskii-Piskunov(简称KPP)方程、组合KdV-mKdV方程和mKdV方程为例,利用平面动力系统知识,分析有界钟状代数孤立波解出现的条件,提出求解的方法,称之为代数孤波解解法(简称ASW解法),分别获得这三个方程的代数孤立波解.     

旋转层结流体中垂直切变基本流、β效应、地形效应和强迫耗散共同作用下的Rossby波

本文运用摄动法和WKB方法(多尺度方法),从位涡守恒方程出发,分析旋转层结大气中基本流有垂直切变以及层结效应对β效应、地形效应和强迫耗散共同作用下的Rossby波的影响,得到一个非标准形式的非线性Schr?dinger方程,而在水平波数小于3时该方程有包络孤立波解;又进一步说明基本流的垂直切变对包络Rossby孤立波的波速的影响;强迫耗散对包络Rossby孤立波稳定度的影响.另外,本文还应用常数变异法求解了非齐次的Bessel方程,得到包络Rossby孤立波的经向结构.     

孤立Rossby波的fmKdV方程及其解析解（英文）

本文基于刻画非线性Rossby波浅水模式的准地转位涡方程,利用约化摄动法,推导了强迫的修正Korteweg-de Vries(fm Kd V)方程.通过分析fm Kd V方程,得到基本地形是Rossby孤立波形成的主要因素,缓变地形是外强迫因素.除此之外,推广beta效应和基本剪切流也是孤立波形成重要因素.最后,利用广义形变映射法获得fm Kd V方程的解析解,结果表明缓变地形影响孤立波的速度,而耗散影响孤立波的速度和振幅.     

旋转层结流体中垂直切变基本流、$\beta$效应、地形效应和强迫耗散共同作用下的Rossby波

本文运用摄动法和WKB方法（多尺度方法）, 从位涡守恒方程出发, 分析旋转层结大气中基本流有垂直切变以及层结效应对$\beta$效应、地形效应和强迫耗散共同作用下的Rossby波的影响, 得到一个非标准形式的非线性Schr\"{o}dinger方程,而在水平波数小于3时该方程有包络孤立波解; 又进一步说明基本流的垂直切变对包络Rossby孤立波的波速的影响;强迫耗散对包络Rossby孤立波稳定度的影响.另外, 本 文还应用常数变异法求解了非齐次的Bessel方程, 得到包络Rossby孤立波的经向结构.     

几类非线性数学物理方程精确解的符号计算

利用符号计算软件Maple,研究了几类非线性数学物理方程的精确解.由Hirota双线性方法构造了可积非局部离散mKdV方程的N-孤子解的显式表达式,且对于2-孤子解,分析了渐近行为.从Jacobi椭圆函数出发,得到了多分量Klein-Gordon方程和长波-短波方程的行波解.当模m→1,这些解退化为相应的双曲函数解,如钟型孤子解.     

Camassa-Holm方程凹凸尖峰及光滑孤立子解

研究一类完全可积的新型浅水波方程Camassa-Holm方程的行波孤立子解及双孤立子解.引入凹凸尖峰孤立子及光滑孤立子的概念,研究得到该方程的行波解中具有尖峰性质的凹凸尖峰孤立子解及光滑孤立子解.同时利用Backlund变换给出该类方程的新的双孤立子解.     

构造非线性微分差分方程精确解的一种方法

把最近提出的G′/G展开法推广到了非线性微分差分方程,利用该方法成功构造了一种修正的Volterra链和Toda链的双曲函数、三角函数以及有理函数三类涉及任意参数的行波解,当这些参数取特殊值时,可得这两个方程的扭状孤立波解、奇异行波解以及三角函数状的周期波解等.研究结果表明,该算法探讨非线性微分差分方程精确解十分有效、简洁.     

一类广义四阶非线性Camassa-Holm方程的行波解

用动力系统的分支理论研究了一类广义四阶非线性Camassa-Holm方程的动力学行为和行波解,发现方程存在一些孤立波解,周期波解和一些诸如Compacton类型的非光滑行波解.在不同的参数条件下,给出了这些解存在的条件和一些特殊条件下的精确解.     

非线性波方程的精确孤立波解

立了一种求解非线性波方程精确孤立波解的双曲函数方法,并在计算机代数系统上加以实现,推导出了一大批非线性波方程的精确孤立波解.方法的基本原理是利用非线性波方程孤立波解的局部性特点,将方程的孤立波解表示为双曲函数的多项式,从而将非线性波方程的求解问题转化为非线性代数方程组的求解问题.利用吴消元法或Gröbner基方法在计算机代数系统上求解非线性代数方程组, 最终获得非线性波方程的精确孤立波解,其中有很多新的精确孤立波解.     

深水表面波可积发展方程的行波解与分支

本文研究了small-aspect-ratio波方程和深水表面波可积发展方程的行波解问题.利用微分方程定性理论的方法,分析了行波系统的相图分支,获得了孤立波解的精确表达式.     

一类高阶非线性波方程的子方程与精确行波解

结合子方程和动力系统分析的方法研究了一类五阶非线性波方程的精确行波解.得到了这类方程所蕴含的子方程, 并利用子方程在不同参数条件下的精确解, 给出了研究这类高阶非线性波方程行波解的方法, 并以Sawada Kotera方程为例, 给出了该方程的两组精确谷状孤波解和两组光滑周期波解.该研究方法适用于形如对应行波系统可以约化为只含有偶数阶导数、一阶导数平方和未知函数的多项式形式的高阶非线性波方程行波解的研究.     

深水表面波可积发展方程的行波解与分支（英文）

本文研究了small-aspect-ratio波方程和深水表面波可积发展方程的行波解问题.利用微分方程定性理论的方法,分析了行波系统的相图分支,获得了孤立波解的精确表达式.     

广义带导数的非线性Schrdinger方程的动态分析和精确解

利用动力系统方法,针对广义带导数的非线性Schrdinger方程的精确解问题进行研究分析.采用行波变换,将其化为常微分方程动力系统;计算出该方程动力系统的首次积分,讨论了系统在不同参数条件下的奇点与相图,得到对应的精确解,包括孤立波解、周期波解、扭结波解和反扭结波解.运用数值模拟的方法,对方程的光滑孤立波解和周期波解等进行了数值模拟.分析计算获得的结果完善了相关文献已有的研究成果.