复杂固体并式微结构模型及孤立波的存在性

把复杂固体看作具有两种不同性质的微结构,进而考虑两种微尺度非线性效应,建立了描述复杂固体运动的并式微结构非线性模型.利用动力系统的定性分析理论和分岔理论,证明了在一定条件下并式微结构固体中可以存在一类非对称孤立波并给出了其存在条件.分析表明两种微尺度非线性效应同时影响孤立波的对称特性,微尺度非线性效应越强,孤立波的非对称特性越明显.最后用数值方法进一步验证了定性分析结果.     

微结构固体中孤立波的演变及非光滑孤立波

给出了包含宏观应变和微形变的全部二次项以及宏观应变三次项的一种新的自由能函数.利用新自由能函数并根据Mindlin微结构理论，建立了描述微结构固体中纵波传播的一种新模型.利用近来发展的奇行波系统的动力系统理论，分析了系统的所有相图分支，并给出了周期波解、孤立波解、准孤立尖波解、孤立尖波解以及紧孤立波解.孤立尖波解和紧孤立波解的得到，有效地证明了在一定条件下，微结构固体中可以形成和存在孤立尖波和紧孤立波等非光滑孤立波.此结果进一步推广了微结构固体中只存在光滑孤立波的已有结论.     

两层流体界面上的孤立波

本文讨论两水平固壁间两层不可压无粘流体界面上的孤立波,计及界面上的表面张力效应.首先建立了适用于这种模型的基本方程组,并在弱色散近似下应用约化摄动法,导得了一阶界面升高所满足的Korteweg-de Vries方程,指出了按该方程系数α和μ的符号的异同,KdV孤立波可能凸向上或凸向下.然后详细讨论了原有近似下非线性效应与色散效应不能平衡的两种临界情形.在采用了适当的近似之后,对第一种临界情形(α=0)得到了修正的KdV方程,并指出,在所考虑的情形中,当μ>0时孤立波不存在,当μ<0时,孤立波仍可能存在,其形式与KdV孤立波不同;对第二种临界情形(μ=0),导得了推广的KdV方程,这时存在振荡型孤立波.文中还对近临界情形作了讨论.本文结果与一些经典结果完全一致,并把它们作了拓广.     

M.Wadati可积非线性发展方程的精确行波解

用平面动力系统方法研究由M.Wadati提出的一类可积非线性发展方程的精确行波解,获得了该方程的扭波、反扭波解,周期波解和不可数无穷多光滑孤立波解的精确的参数表达式,以及上述解存在的参数条件．     

弹性波在应变梯度固体界面上的反射与透射

研究了弹性波在应变梯度固体界面上的反射和透射.首先,通过应变能密度推导出应变梯度固体中的运动方程和界面条件.然后,根据非传统界面条件推导出弹性波反射和透射的振幅比.最后,用法向能量守恒验证了数值计算结果,根据数值计算结果,讨论了微结构参数对弹性波反射和透射的影响.结果发现,应变梯度固体中不仅存在体波而且还存在表面波,尤其是入射波波长越接近材料微结构的特征长度,微结构效应就会越显著.     

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.     

非传播孤立波及其相互作用的数值模拟

通过数值求解由Miles导出的目前公认的的非传播孤立波的控制方程——一个带复共轭项的非线性立方SchrLdinger方程,对非传播孤立波进行研究。讨论了Miles方程中的线性阻尼系数α的值,计算表明,线性阻尼α对形成稳定的非传播孤立波影响很大,Laedke等人关于非传播孤立波的稳定性条件只是一个必要条件,而不是充分条件。模拟了两个非传播孤立波的相互作用,数值模拟表明,两个波的作用模式依赖于系统的参数,对不同的初始扰动及其演化的计算表明,只有适当的初始扰动才能形成单个稳定的非传播孤立波,否则扰动可能消失或发展成多个孤立波。     

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.     

热弹性波在偶应力固体界面上的反射和透射

基于广义热弹性无能量耗散的G-N理论,研究了两种不同偶应力固体界面上弹性波的反射和透射.首先,建立偶应力弹性固体中的运动方程和边界条件.然后,根据非传统界面条件推导出弹性波反射和透射的振幅比.最后,用法向能量守恒验证了数值计算结果,根据数值计算结果,讨论了微结构参数和热力学参数对弹性波反射和透射的影响.结果显示,偶应力热弹性固体界面处存在三种体波和一种表面波;微结构参数对所有波的传播都有影响,而热力学参数只对热波的影响显著.     

具有高阶非线性项的广义KdV方程的孤立波及其分支

研究具有高阶非线性项的广义KdV方程ut+a(1+bun)unux+uxxx=0,这里n≥1,a,b是实数且a≠0.用动力系统的定性理论和分支方法,讨论了该方程的孤立波解的解析表达式和孤立波的分支,并给出了孤立波的分支图,解决了孤立波的存在性及其个数等问题.     

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.     

有限变形弹性杆中三种非线性弥散波

在一维弹性细杆拉压、扭转和弯曲波的经典线性理论基础上,分别计入有限变形和弥散效应,借助Hamilton变分原理,由统一的方法导出了3种非线性弥散波的演化方程．对3种演化方程进行了定性分析．结果表明,这些方程在相平面上存在同宿轨道或异宿轨道,分别相应于孤波解或冲击波解．根据齐次平衡原理,用Jacobi椭圆函数展开对这些演化方程进行了求解,在一定的条件下它们均可能存在孤立波解或冲击波解,这与方程的定性分析完全一致．     

一类描述大气中重力孤立波的新模型

从两层流体浅水波方程出发,运用尺度分析与扰动方法,建立了一类新的模型(mKdV-BO模型)来描述大气中的重力孤立波。前人建立的KdV模型和BO模型适合描述经向和纬向扰动较弱时重力孤立波的生成和演化,而该模型的非线性更强,适合描述经向、纬向扰动较强时重力孤立波的生成与演化。通过运用试探函数法获得了模型的代数孤波解,并分析了孤立波的生成条件与传播速度。新模型的建立对于进一步解释大气中列队雷雨阵的形成机制,探讨大气中的强对流天气如飑线的形成等具有重要意义。 关键词：重力孤立波;试探函数法;列队雷雨阵     

非线性薛定谔方程的平均向量场方法

利用平均向量场方法(AVF)对非线性薛定谔方程进行求解, 在理论上得到了一个保非线性薛定谔方程描述的系统能量守恒的AVF格式, 再分别用非线性薛定谔方程的AVF格式和辛格式数值模拟孤立波的演化行为, 并比较两个格式是否保系统能量守恒特性. 数值结果表明, AVF格式也能很好地模拟孤立波的演化行为,并且比辛格式更能保持系统的能量守恒.     

非线性传输线中的包络孤波

本文应用多重尺度微扰方法研究了双线或同轴传输线中传播波的非线性调制,导出了波振幅所满足的非线性schrodinger方程,并给出了包络孤波解,这对于电力传输问题的研究是有帮助的。     

金属薄膜沿陶瓷基界面脱胶的微尺度力学研究

采用考虑微尺度效应的塑性应变梯度理论研究弹塑性 (非线性 )脱胶现象 .针对金属 /陶瓷界面非线性脱胶机理 ,分别采用两种断裂过程区模型进行分析 .通过将所得结果应用于铜 /二氧化硅的实验结果中 ,获得对应该体系的微尺度值及无位错核厚度值 .     

非线性演化方程的显式行波解

本文系统归纳了重要的非线性演化方程的各类显式行波解.说明常微分方程中的同宿轨道和异宿轨道分别和非线性演化方程中的孤立波(或称脉冲波)和波前相对应.耗散系统也存在孤立波,二维(x,y)演化方程中的孤立波可以显示出模式(Pattern)结构.三维相空间的鞍点同宿轨道和鞍—焦点同宿轨道(称Silnikov同宿轨道)常和混沌相联系,     

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.     

分层流体中相同模式孤立波的追撞

§1.引言自从N.J.Zabusky和M.D.Kruskal通过数值计算发现孤立子以后,孤立波的相互作用问题引起了人们广泛的注意.不少作者对浅水中的孤立波相互作用作了研究,例如,苏兆星和Mine先后采用摄动法和数值方法处理了单层流体中孤立波的迎撞问题,最近,邹启苏和苏兆星又用多重尺度法和有限差分法分析了孤立波的追撞相互作用,并得出结论:在二阶近似下,两孤立波在追撞相互作用后各自保持波形不变,而且不产生尾波列.为了研究分层流体中内孤立波的相互作用,戴世强建立了具有三阶精度的二维不可     

广义Drinfeld-Sokolov方程的行波解的分支

用Ansatz方法和动力系统理论研究了广义Drinfeld-Sokolov方程的行波解．在给定的两组参数条件下,得到了广义Drinfeld-Sokolov方程更多的孤立波解,扭子和反扭子波解及周期波解,并给出这些行波解精确的参数表示．