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.     

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、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.     

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.     

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.     

完整Coriolis力作用下的非线性Rossby波

在正压流体中,利用摄动方法从描写既有Coriolis参数的垂直分量又含有水平分量的位涡方程出发,推导了近赤道非线性Rossby波振幅演变所满足的非线性mKdV方程,并利用Jacobi椭圆函数展开法,求解了推广后的非线性mKdV方程的行波解及孤立波解.通过分析其方程的行波解及孤立波,表明地球旋转的水平分量对Rossby波动产生一定的影响.     

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.     

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.     

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.     

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.     

地形作用下的非线性Rossby波

本文利用一个受地形强迫作用的半地转正压模式讨论了非线性Rossby波的稳定度和解.结果发现,东西向地形和南北向地形对非线性Rossby波的稳定度和相速的影响很不相同.同时也发现,地形强迫下的非线性Rossby波可用著名的KdV方程描述.     

受迫耗散Boussinesq方程的可积性质和孤波解的探讨

考虑到耗散效应和地形外力,Rossby波的振幅可由受迫耗散Boussinesq方程来描述.当包含这两项时,模型比较复杂,不具有Painleve性质.通过将模型双线性化,双线性方法是一个可寻找孤波解和B(a|¨)cklund变换的方法.通过截断的Painleve展开式,得到了将方程双线性化的合适的因变量变换.然后得到了受迫耗散Boussinesq方程的单孤波解和B(a|¨)cklund变换.     

非线性耗散-色散方程行波解的存在性

非线性耗散-色散方程出现在很多物理现象中.基于动力系统理论,利用几何奇摄动法,当耗散项系数充分小时,研究了该方程行波解的存在性.结果表明,在常微分方程组的一个三维系统中,行波依靠二维的慢流变形而存在.然后利用Melnikov方法,在该流形中建立了同宿轨道的存在性,它与方程的孤立波解相对应.进一步,给出了某些数值计算,得到该波轨道的近似.     

利用改进的(G′/G)-展开法求广义的(2+1)维Boussinesq方程的精确解

利用改进的(G′/G)-展开法,求广义的(2+1)维Boussinesq方程的精确解,得到了该方程含有较多任意参数的用双曲函数、三角函数和有理函数表示的精确解,当双曲函数表示的行波解中参数取特殊值时,便得到广义的(2+1)维Boussinesq方程的孤立波解.     

利用改进的(G/G)-展开法求广义的(21)维 Boussinesq 方程的精确解

利用改进的(G /G)-展开法,求广义的(2+1)维 Boussinesq 方程的精确解,得到了该方程含有较多任意参数的用双曲函数、三角函数和有理函数表示的精确解,当双曲函数表示的行波解中参数取特殊值时,便得到广义的(2+1)维 Boussinesq 方程的孤立波解.     

完整Coriolis力与弱地形作用下的非齐次mKdV-Burgers方程

本文研究了中高纬度含有完整Coriolis力的准地转位涡方程问题.利用时空伸缩变换方法,获得了描述Rossby波的振幅形态满足非齐次mKdV-Burgers方程的结论.方程的近似解表明,弱地形效应对Rossby波的振幅产生强迫作用,并推广了文献[12]中的结果.     

强非线性广义Boussinesq方程的数值解

正0引言Boussinesq方程是一种用于描述水波运动传播的方程.它是在一定水面和海底边界条件下,对Laplace方程或Euler方程进行垂向积分后简化得到的,可以被用于模拟表面重力波传播过程中由于复杂地形、障碍物和水流等因素影响发生的浅化,绕射折射,底摩擦能量耗散及破碎等复杂现象~[1-4].适用于变化水深的Boussinesq方程最先由Peregrine~[5]给出,被称为经典B方程,目前已经有一些文献对其进行了理论研究~[6-11].2008年张卫国和陶涛在文献[12]中建立了强非线性广义Boussinesq方程的耗散项,波速,渐进值与波形函数的导数之间的关系并且利用适当变换和待定假设方法求出了广义Boussinesq方程的扭状或钟状孤波解,给出了波速对波形影响的结论.此外,Yang Z J,Cheng G W在文     

强非线性广义 Boussinesq 方程孤波解的波形分析及求解

上海理工大学理学院\quad 上海 200093该文建立了强非线性广义 Boussinesq 方程的耗散项、波速、渐进值与波形函数的导数之间的关系.利用适当变换和待定假设方法,作者求出了上述广义 Boussinesq 方程的扭状或钟状孤波解,还求出了以前文献中未曾提到过的余弦函数的周期波解.进一步给出了波速对波形影响的结论,即:``好'广义 Boussinesq 方程的行波当波速由小变大时,波形由钟状孤波变成余弦函数周期波解;``坏'广义 Boussinesq 方程的行波当波速由小变大时,波形由余弦函数周期波解变成钟状孤波.     

广义(2+1)维Boussinesq方程的孤立波解

首先应用Riccati展开法获得广义(2+1)维Boussinesq方程的96组相互作用解,这类解同时含有三角函数、双曲函数、有理函数、指数函数等,它反映了不同类型非线性波的相互作用.然后应用同宿测试方法结合Hirota双线性形式求得广义(2+1)维Boussinesq方程的周期孤波解,通过相应的时空变换,得到方程其他形式的解.     

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.