变形浅水波方程和广义Klein-Gordon方程

文献[1-2]中研究了浅水波方程 u_i-u_(?)-4uu_i-2u_zu_i+u_z=0 (0.1)的反散射方法求解,并给出了它的N孤子解、文献[3—5]中证明了Klein-Gordon方程 r_(?)=F(r) (0.2)具有Backlund变换,其中,函数F以r为变量。本文从特征值问题出发,导出变形浅水波方程等及几个广义Klein-Gordon方程的Lax对及其相联系的Darboux变换,并求得了它们的孤子解.     

非线性Schr?dinger方程的Crank-Nicolson有限差分格式的最优误差估计

<正>1引言非线性Schr?dinger方程i_tu+k_(xx)u+α|u|~2u=0(1)在量子物理学中具有极为广泛的应用[6,11,15],已有大量文献对它的初值问题或初边值问题进行了数值研究,包括有限差分法[2-3,5,7.8,16-23],有限元方法[4,9,15]以及多项式近似方法[1,10,24].本文研究非线性schr?dinger方程(1)带有如下初边值条件u(x_l,t)=u(x_r,t)=0,t0,(2)u(x,0)=φ(x),X∈[X_l,X_r](3)     

方程dy/dx=(q_(00)+q_(10)x+q_(01)y+q_(20)x~2+q_(11)xy+q_(02)y~2)/(p_(00)+p_(10)x+p_(01)y+p_(20)x~2+p_(11)xy+p_(02)y~2)所定义的积分曲线的定性研究(Ⅰ)

<正> §1.引言自从1955年苏联学者和証明实系数方程dy/dx=q_(00)+q_(10)x+q_(01)y+q_(20)x2+q_(11)xy+q_(02)y~2/p_(00)+P_(10)x+P_(01)y+p_(20)x~2+P_(11)xy+p_(02)y~2(1)最多只有三个极限圈以后,关于方程(1)的极限圈的分布問題引起我国数学工作者的极大的注意.首先,秦元勳在[2]中得到了方程(1)以二次曲綫为极限圈的充要条件,并同时研究了滿足这种条件的方程(1)的积分曲綫的全局結构.其后,本文作者之一在[3]中     

一类矩阵发展方程(英文)

在文献[5]中,考虑了如下特征值问题 φ_x=M_(φ,φ_x)=(?)φ/(?)x,其中这里假定特征值ξ以某种规律随着时间变化而变化。文章中得出了一类发展方程,其中两个特殊情形:r=1,q=u(x, t)和r=q=u(x, t)分别可以当作推广的KDV方程和推广的MKDV方程。并证明了不仅在KDV方程和MKDV方程之间存在Miura变换,而且在推广的KDV方程和推广的MKDV方程之间也存在Miura变换。又证明了对推广的KDV方程存在B(?)cklund变换。 本文将[5]的结果推广至矩阵情形: 设这里Q,R为N×N矩阵,I是N×N单位阵,相应的在(1)式中的向量φ是2N维向量。我们引进矩阵型的Miura变换,并得到了与[5]相平行的结果。     

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     

无界域上的强非线性变分问题

文献[1]和[3]中讨论了有界域Ω(?)R~n 上的强非线性变分问题.本文试图把[1]和[3]的结果推广到无界域上去.在Ⅰ中,我们建立了无界域上空间 W~lL_p(φ,Ω)与(?)L_p(φ,(?)Ω)中的迹定理.在Ⅱ中,我们得到了一个无界域上的 Poincarè型的不等式,这种类型的不等式,即使对一般的 Sobolev 空间(?)_p~1(Ω)来说,似乎也是新的.应用Ⅰ和Ⅱ的结果,在Ⅲ中,我们讨论了空间(?)~1E_p(φ,Ω)中强非线性变分问题及其相应的欧拉方程的可解性.当然区域Ω(?)R~n 也可以是无界的.     

用Hirota双线性方法构造一种(3+1)维高维孤子方程的多孤子解

通过两种方法构造了一种(3+1)维高维孤子方程的孤子解.第一种方法是利用对数函数变换,将其化成双线性形式的方程,在用级数扰动法求解双线性方程的单孤子解、双孤子解和N-孤子解.第二种方法是用广义有理多项式与试探法相结合,构造了(3+1)维高维孤子方程的怪波解.     

一类Boussinesq方程的整体解的存在性与不存在性

主要考察Boussinesq方程v_(tt)-v_(xx)+v_(xxx)=σ(v)_(xx),x∈R的整体解的存在性和blow-up问题,当σ(v)=-β(|v|~p v),β0,p0时,通过采用构造稳定集(位势井)W={v∈H~1(R)|||v_x||~2+||v||~22(p+2)/p d}和不稳定集V={v∈H~1(R)|||v_x||~2+||v||~22(p+2)/p d}的方法,得到了W和V在上述方程的流下是不变的,并证明了如果初始能量E(0)≤d,那么当初值v_0∈(?)时,问题存在惟一整体解;当初值v_0∈V时,问题的解在有限时刻T_1∈(t_1,t_1+4φ(t_1)/pφ′(t_1))发生爆破.     

应用拉普拉斯变换和留数法求解常见非稳态扩散情况下的菲克定律

介绍了三维和一维扩散下的菲克定律,以及两类涉及到扩散的实际问题,即求扩散粒子通过曲面的扩散通量和求解扩散粒子的浓度分布.通过拉普拉斯变换和复变函数相关数学理论,求解了菲克扩散定律在无限长介质和有限长介质两种非稳态扩散情况下的解.粒子在无限长介质中的非稳态扩散和浓度分布可通过方程φ(z,t)=Φ·erfc(z/2DT~(1/2))表示.方程为余补高斯误差函数.粒子在有限长介质中的非稳态扩散和浓度分布可通过方程φ(z,t)=Φ+Φ·4/π∑_(n=1)~(+∞)((-1)~n)/(2n-1)cos[z/L(n-1/2)π]e~((D_t)/(L~2)(n-1/2)~2π~2)表示.该方程为无限加和形式,当n≥100000时,φ可以精确到小数点后6位,在方程的图像上不再能观察出由n的取值造成的误差.从方程的图像可得到粒子在扩散介质中达到饱和的时间或粒子扩散到z=0处的时间等具有重要物理意义的参数.     

指数鞅一致可积性准则

设 X 为一零初值局部鞅,(?)(X)为方程(?)的唯一解.本文证明了:(1)设△X≥0.如果对一切0δ>0,及K>2/δ~2(2-(δ)),使得△X≥-1+δ,且 E[expK[X,X]_∞]<∞,则(?)(X)为 L(?)可积鞅,其中r=2δ(2-δ)K/2+δ(2-δ)~2K(1相似文献   

Kaup—Newell族的Lax系统的非线性化

§1.引言如所周知,孤子方程Lax系统是线性超定的。文献[1—3]中证明了Kdv、Harry-Dym和AKNS方程的Lax系统在某种约束条件下变为自然相容的。本文打算采用这一方法研究Kaup-Newell特征值问题[4]     

两类非线性演化方程的等价

在文献[1,2]中,我们分别研究了两类非线性演化方程: 其中 它们分别对应于相应的特征值问题: 本文给出了特征值问题(3)与(4)之间的一个可逆的变换,由此建立了方程(1)与(2)的解的一一对应关系,特别建立了方程(1)与(2)的孤立子解的一一对应。     

柱面上一类微分方程的研究(Ⅰ)

<正> §1.前言研究方程(d~2φ)/(dt~2)+α(dφ)/(dt)+F(φ)=β(1)其中α>0,β>0,F(φ)满足下列条件:(i)F(φ)=F(φ+2π),F(φ)=-F(-φ),F(0)=0,F(φ)∈C~1.(ii)在[0,π]上,φ=0,φ′_1,…,φ′_(n-1),π为 F(φ)=0之单根.(iii)在[0,π]上,曲线 y=F(φ)在φ_1~*,…,φ_n~*处取极值,不妨设在φ_1~*,φ_3~*,…处取极大值,在φ_2~*,φ_4~*,…处取极小值.     

一类非线性微分方程极限环的存在性

本文研究了方程: x+f(x)g(x)+φ(x)g(x)=0的极限环存在性问题,推广了文献[9]-[11]的有关结果。     

方程~2u/x~1x~1 ~2u/x~2x~2=f(u)的Bcklund变换

本文利用Wahlquist-Estabrook过程(WEP)研究了方程(?)~2u/(?)x~1(?)x~1 (?)~2u/(?)x~2(?)x~2=f(u)(这里f是任意函数)的B(?)cklund变换.我们发现该方程存在B(?)cklund变换的充分条件是d~2f/du~2=λf.我们所得到的结果的一个特殊情况就是Leibbrandt的结论.     

在等比节点平均上的样条插值

本文首先推广了[1]中的关于样条插值的一个定理。然后,对于节点为等比序列k的阶样条函数,证明了对连续函数在节点平均的样条插值算子,当q≥q_(k-3)时,是一致有界的P_k,这里q_(k-3)是方程1/k-1(1+q+…+q~(k-2))-q~(k-3)=0的大于1的实根。     

算术级数中的除数问题

<正> 设q_1,q_2,h_1,h_2是正整数,h_1≤q_1;h_2≤q_2;φ(s)=(q_1q_2)~(-s)ζ(s;h_1/q_1)ζ(s;h_2/q_2),其中ζ(s;a)是Hurwitz ζ-函数. 又设ρ≥0.记求和号上的“′”表示当ρ=0,n=x时,和式中的最后一项乘以1/2.     

带非均匀项的Sine—Gordon方程

文中得出了x-SG方程(1)的B(?)cklund变换和反散射形式。通过方程(1)的反散射解研究,我们得到了当特征问题(2.4)的位势u(x,t)(q(x,t)=-1/2 u_x(x,t))满足方程(1)时的散射量随时间的演化规律,并分别利用B(?)cklund变换和反散射方法,我们求出了方程(1)的孤子解,且它们是一致的。     

分式布朗运动局部时中δ函数的一些特点(英文)

本文利用经典的白噪声分析框架研究分式布朗运动局部时中的δ函数.首先借助于S-变换,证明泛函δ_Γ(?)和(?)是Hida广义泛函,其中k_1+k_2+…+k_d=k1和Γ(?)R~d.进一步,将上述结果推广到d维N个参数情形,获得类似的一些结果.推广了文献[Ukrain.Math.J.,2000,52(2):173-182]中所获得的布朗运动情形下的一些结果.     

Rosenau-KdV方程的Crank-Nicolson守恒差分格式

<正>1引言本文考虑如下一类Rosenau-KdV方程的初边值问题u_tt+αu_(xxxxt)+u_x+β_(uu_x)+γu_(xxx)=0,x∈(x_L,x_R),t∈(0,T],u(x,0)=u_0(x),[x_L,x_R],(2)u(x_L,t)=u(x_R,t)=0,u_x(x_L,t)=u_x(x_R,t)=0,u_(xx)(x_L,t)=u_(xx)(x_R,t)=0,t∈[0,T],(3)其中α,β,γ为常数,且α0,β0,u_0(x)是已知函数.Rosenau-KdV方程(1)是描述紧离散系统的动力学行为的模型,当γ=0时,方程(1)即为通常的Rosenau方程~([1,2]).文献[3]讨论了方程(1)的孤波解和周期解,文献[4,5,6]