非线性系统的非局域对称及其应用

非局域对称作为对称理论重要组成部分, 近年来逐渐引起人们关注. 本文以势Korteweg-de Vries (KdV)方程、修正Korteweg-de Vries (mKdV)方程和Kadomtsev-Petviashvili (KP)方程为例, 分别介绍了对应非线性系统与B?cklund变换相关的非局域对称、非局域留数对称与Darboux变换相关的非局域对称. 通过引入3个辅助变量, 将KP方程与Darboux变换相关的非局域对称局域化为Lie点对称. 运用对称约化方法简单概述了KP方程的相似约化解, 其中包括孤立子和Boussinesq波相互作用解、孤立子和KdV型波相互作用解以及非均匀背景下的单孤立波解.     

形变映射法在求解非线性Klein-Gordon方程中的应用——以Φ

非线性Klein-Gordon方程在场论中具有十分重要的物理意义, 且通常是不可积的. 形变映射法利用场论中可积场方程的已知孤子解、周期解等共同特征, 通过建立一般特解间的联系来求解不可积场的新解析解. 形变映射法可以将一个非线性系统的某些重要的严格解和其他系统互相联系起来, 从而得到这些非线性系统的新类型严格解, 例如多个椭圆周期波的相互作用解或椭圆周期波和孤立波的相互作用解; 也可以利用系统自身的形变映射关系, 得到同一个系统不同解之间的形变映射关系, 从而得到系统的新严格解. 将严格解映射到系统自身, 就是系统的贝克隆变换.     

形变映射法在求解非线性Klein-Gordon方程中的应用——以Φ4方程和Φ6方程为例

非线性Klein-Gordon方程在场论中具有十分重要的物理意义,且通常是不可积的.形变映射法利用场论中可积场方程的已知孤子解、周期解等共同特征,通过建立一般特解间的联系来求解不可积场的新解析解.形变映射法可以将一个非线性系统的某些重要的严格解和其他系统互相联系起来,从而得到这些非线性系统的新类型严格解,例如多个椭圆周期波的相互作用解或椭圆周期波和孤立波的相互作用解;也可以利用系统自身的形变映射关系,得到同一个系统不同解之间的形变映射关系,从而得到系统的新严格解.将严格解映射到系统自身,就是系统的贝克隆变换.     

1 1维Kupershmidt方程的孤子解

利用热传导方程和标准的截断Painleve展开求解1 1维Kupershmidt方程,给出了一些有意义的精确多孤立子解.特别是,对于Kupershmidt方程的多孤子解的相互作用,发现了单个的扭结或钟形(共振)孤子可以分裂成多个扭结或钟形孤子.     

求解高阶KdV方程孤子解的一种简单方法

根据Jost解必须满足相容性方程,从2n 1阶KdV方程的第一个相容性方程推导出两个等式;用这两个等式构造出Gel'fand-Levitan-Marchenko方程,在无反射条件下,求解任意高阶 KdV方程孤子解的问题归结为纯粹的代数运算,从而避开了对Jost解的解析性进行繁杂的理论分析,因此更加便于实际应用.     

广义Kuramoto-Sivashinsky方程的孤子解

孤立子的高度稳定性和粒子性引起了人们对孤立子的极大兴趣,并且在流体物理、固体物理、等离子体物理和光学实验中频频被发现,很多非线性发展方程都存在孤立子解。在符号计算的帮助下,利用tanh-函数方法,得到广义Kuramoto-Sivashinsky方程的新的更广义类型的孤子解,此方法还可被应用到其它非线性发展方程中去。 更多还原     

广义变系数BKP方程的lump解

广义变系数BKP方程可以用来描述弱色散准介质中的波传播与流体力学。本文利用Hirota双线性方法获得了广义变系数BKP方程新的lump解,并结合指数函数和三角函数讨论了lump解和不同类型孤子解之间的交互作用,获得了许多重要的结果。     

(3+1)维变系数Kadomtsev-Petviashvili方程的多孤子解

在符号计算的帮助下,利用一个改进后的齐次平衡法和ε-展开式方法,得到(3+1)维变系数KadomtsevPetviashvili方程的新的更广义类型的孤子型解和2-孤立波解,此方法还可被应用到其它非线性发展方程中去。     

(2+1)维破裂孤子方程新的周期孤波解

非线性发展方程在非线性科学和工程应用中有重要的作用,比如光纤纤维、流体力学、固体物理学和等离子物理等等。利用Hirota方法和拓展后的三波测试方法,结合符号计算软件Mathematical,获得了(2+1)维破裂孤子方程的周期孤波解、周期双孤波解、双周期双孤波解。     

Manin-Radul超对称KdV方程的贝克隆变换和非线性叠加公式及其离散化

给出了Manin-Radul超对称KdV方程的贝克隆变换和非线性叠加公式,由此获得了超的一孤子解和二孤子解,构造了超的半离散系统和全离散系统,并考虑了离散系统的连续极限.     

形变映射法求规则长波方程显式行波解

利用形变映射法，建立规则长波方程与非线性Klein-Gordon(NKG)方程的一类特殊类型解的代数变换关系，根据NKG方程的已知解，获得规则长波方程系统丰富的显式精确行波解，包括孤波解，周期波解，雅可比椭圆函数解和其他精确解．     

线性Boussinesq方程的色散量子化现象

为研究线性Boussinesq方程的周期初边值问题解在大波数条件下的渐近行为,通过将方程解表示成Fourier级数形式,利用Matlab软件进行数值模拟.结果表明:方程色散关系的渐近行为对方程解在大波数条件下的渐近行为起决定性作用,线性Boussinesq方程存在色散量子化现象.     

Boussinesq方程行波解的存在性

利用平面动力系统方法的分支理论,研究了Boussinesq方程,通过对Boussinesq方程进行行波变换,得到了相应行波系统的首次积分和平衡点,给出了不同参数条件下的相图,证实了Boussinesq方程存在孤立波解和周期波解。     

KdV-Burgers方程新的复合孤波解

利用扩展的双曲正切函数法和Riccati方程的几个特解，借助于计算机代数系统Maple，获得了KdV-Burgers方程新的复合孤波解．     

(2十1)维非线性波方程Jacobi椭圆函数展开解

将Jacobi椭圆函数展开法应用于求解非线性偏微分方程组,研究色散长波方程的(2+l)维Eckhaus类型推广和(2+1)维Boussinesq-Burgers(B-B)孤子方程的双周期解和孤波解.     

带有量子修正的Zakharov方程的精确非线性波解

利用动力系统定性理论和分支方法，研究了带有量子修正的Zakharov方程的精确非线性波解，给出了不同参数条件下的相图，沿相图中的特殊轨道进行了积分，得到量子Zakharov方程的4个孤立波解、7个奇异波解和24个周期波解共3类非线性波解。当参数取特殊值时，对部分周期波解取极限，给出了周期波解演化为相应的孤立波解和奇异波解的过程。     

一类流体动力方程周期解的存在性和唯一性

研究了一类非齐次流体动力方程的周期解的存在性和唯一性.首先采用Galerkin方法构造近似时间周期解序列,然后利用先验估计和Leray-Schauder不动点定理,证明近似时间周期解序列的收敛性,从而得到了该问题时间周期解的存在性,并且证明在一定条件下该解的唯一性.     

Boussinesq方程的新显式精确行波解

借助计算机代数系统Mathematica，利用双函法和吴文俊消元法，获得Boussinesq方程的多组新的显式精确行波解，包括孤波解和周期性解，同时进一步补充和完善了双函数法。     

一类含Hilbert核非线性奇异积分方程的解法

首先提出在封闭光滑曲线上一类带平方根的周期Riemann问题并给出解和可解条件，然后将一类含Hilbert核非线性奇异积分方程转化为前者，得到封闭解及可解条件．作为本文特殊现象讨论了因Hilbert核积分性质所产生的附加条件的作用．