二维波动方程数值反演的迭代方法

本文针对二维波动方程的反演问题，提出了一种新的迭代方法。该方法是一种牛顿型迭代，并且每步迭代都利用吉洪诺夫正则化方法克服反问题的不适定性，因此具有良好的数值稳定性。文中给出了数值仿真实例说明了本方法的可行性及有效性。     

非线性迭代解析节块方法的数值稳定方法

针对非线性迭代解析节块方法在特定条件下出现的数值不稳定问题,提出了一种解决方法,并给出了数值结果。     

非线性抛物型方程迭代加速计算方法

研究非线性抛物型方程隐式格式的迭代加速求解方法，包括三方面内容：一是构造具有二阶收敛性的非线性迭代方法，二是迭代初值的选取方法，三是证明迭代方法的保正性。     

非线性声学谐波方程的特解及其在边值问题中的应用

在流体或固体介质中,微扰法求解非线性声波的反射和折射问题时,谐波场通常满足非齐次波动方程。应用分离变量法及拉格朗日变动参数法求它的特解,出现了待定的分离常数,给这类非线性声学边值问题带来困难。本文结果表明,为不使定解问题出现佯僇,其独立的特解只有两类,一类是沿边界法线方向有积累效应的解,另一类则是沿平行边界面方向上有积累效应的解,由定解条件来决定究竟选用哪一类解。应用这个结果研究了平面边界的反射和折射谐波,该理论对非线性声学中的平面边值问题有普遍的应用意义。     

非线性波动方程的孤波解

用平衡法并结合吴消元法得到了一类较广泛非线性波动方程u_tt-a₁u_xx+a₂u_t+a₃u+a₄u³=0的若干孤波解公式，从而物理学上许多著名的方程，如φ⁴方程、Klein-Gordon方程、Landau-Ginzburg-Higgs方程、非线性电报方程等都可作为该方程的特殊情形得到相应的孤波解 关键词：     

非线性热传导方程MLPG/RBF-FD无网格数值模拟

结合无网格局部彼得洛夫-伽辽金(MLPG)方法和径向基函数有限差分(RBF-FD)无网格方法求解非线性热传导问题.MLPG方法属于弱式无网格方法,具有处理边界条件方便的优点,然而因其要做大量的插值、积分运算而计算效率偏低;RBF-FD无网格方法属于强式无网格方法,直接对微分算子进行数值离散,计算效率高,然而其边界条件的...     

高阶非线性薛定谔方程的分步小波方法

用小波变换代替傅里叶变换解高阶非线性薛定谔方程,为高阶薛定谔方程的数值解提供了一种工具,提高了运算速度.本文分析了高阶非线性薛定谔方程分步解法的一般形式,选用Db10小波,得到了小波微分算子和色散算子对应的矩阵,得出了分步小波方法的算法公式.推导了色散算子和时域信号在小波域相乘的近似运算公式,说明了分步傅里叶方法比分步小波方法的复数乘法次数更多,同时说明了提高运算速度必须舍弃一定的运算准确度.最后以分步傅里叶方法为准,分析了分步小波方法的误差,结果表明:对于一阶孤子,分步小波方法与分步傅里叶方法间的相对误差在1.2%左右波动.     

高阶非线性薛定谔方程的分步小波方法

用小波变换代替傅里叶变换解高阶非线性薛定谔方程,为高阶薛定谔方程的数值解提供了一种工具,提高了运算速度.本文分析了高阶非线性薛定谔方程分步解法的一般形式,选用Db10小波,得到了小波微分算子和色散算子对应的矩阵,得出了分步小波方法的算法公式.推导了色散算子和时域信号在小波域相乘的近似运算公式,说明了分步傅里叶方法比分步小波方法的复数乘法次数更多,同时说明了提高运算速度必须舍弃一定的运算准确度.最后以分步傅里叶方法为准,分析了分步小波方法的误差,结果表明:对于一阶孤子,分步小波方法与分步傅里叶方法间的相对误差在1.2%左右波动.     

圆孔声学非线性效应的数值模拟

本文发展了一种离散涡模型,模拟了在高声强声波作用下圆孔处发生的涡脱落过程。进而计算了圆孔中的声质点速度,并分析了孔中速度的畸变情况、最后给出了圆孔的非线性声阻和声抗的理论值。非线性声抗的理论预测是现有的研究圆孔声学非线性效应的准稳态模型没有满意解决的问题,因而所做的有关尝试是本文工作的特点之一。     

分片光滑物态方程的能量方程非线性迭代解法

实际应用中的物态方程由分片光滑曲面拼接而成,拼接处存在间断.隐式求解相应的能量方程时,经常出现迭代收敛慢的情况和非物理解.本文通过构造对应的新的非线性问题,提出一种非线性迭代算法.该算法适用于求解有间断的分片光滑物态方程的非线性能量方程,其中引入一个度量能量变化的参数用于自动判断跳段是否发生,在求解时无需事先知道物态方程间断的位置,且能精确计算物态方程间断带来的能量盈亏,用于评估物态方程间断对能量的影响.典型算例验证了新算法具有稳定的收敛性,并给出符合物理规律的解.     

New solitary wave solutions for nonlinear evolution equations

Three important nonlinear evolution equations are solved with the aid of the symbolic manipulation system.Maple,using the direct algebraic method proposed recently,We explicitly obtain several new solutions of physical interest in addition to rederiving all the known solutions.     

具5次强非线性项的波方程新的孤波解

提出一种新的函数变换法，并与直接积分法相结合简便地求出了Lienard方程、广义PC方程以及力学中重要的一类非线性波方程等几类具5次强非线性项的波方程的四类显示精确孤波解.本方法同样适用于求解其他具有更高次非线性项的非线性方程. 关键词： 函数变换法 孤波解 直接积分法 非线性波方程     

非线性波方程尖峰孤子解的一种简便求法及其应用

根据尖峰孤子解的特点,提出了一种待定系数法求非线性波方程尖峰孤子解的思路和方法,并利用该方法求解了5个非线性波方程,即CH（Camassa-Holm)方程、五阶KdV-like 方程、广义Ostrovsky方程、组合KdV-mKdV方程和Klein-Gordon方程,比较简便地得到了这些方程的尖峰孤子解.文献中关于CH方程的结果成为本文结果的特例.通过数值模拟给出了部分解的图像.简要说明了非线性波方程存在尖峰孤子解所须满足的特定条件.该方法也适用于求其他非线性波方程的尖峰孤子解. 关键词： 非线性波方程 尖峰孤子解 待定系数法     

A deep learning method for solving high-order nonlinear soliton equations

We propose an effective scheme of the deep learning method for high-order nonlinear soliton equations and explore the influence of activation functions on the calculation results for higher-order nonlinear soliton equations. The physics-informed neural networks approximate the solution of the equation under the conditions of differential operator, initial condition and boundary condition. We apply this method to high-order nonlinear soliton equations, and verify its efficiency by solving the fourth-order Boussinesq equation and the fifth-order Korteweg–de Vries equation. The results show that the deep learning method can be used to solve high-order nonlinear soliton equations and reveal the interaction between solitons.     

Exact travelling wave solutions to some fifth order dispersive nonlinear wave equations

Exact travelling wave solutions to some nonlinear equations of fifth order derivatives are derived by using some accurate ansatz methods.     

Traveling wave solutions for two nonlinear evolution equations with nonlinear terms of any order

In this paper, based on the known first integral method and the Riccati sub-ordinary differential equation (ODE) method, we try to seek the exact solutions of the general Gardner equation and the general Benjamin-Bona-Mahoney equation. As a result, some traveling wave solutions for the two nonlinear equations are established successfully. Also we make a comparison between the two methods. It turns out that the Riccati sub-ODE method is more effective than the first integral method in handling the proposed problems, and more general solutions are constructed by the Riccati sub-ODE method.     

Traveling wave solutions for two nonlinear evolution equations with nonlinear terms of any order

In this paper, based on the known first integral method and the Riccati sub-ordinary differential equation (ODE) method, we try to seek the exact solutions of the general Gardner equation and the general Benjamin-Bona-Mahoney equation. As a result, some traveling wave solutions for the two nonlinear equations are established successfully. Also we make a comparison between the two methods. It turns out that the Riccati sub-ODE method is more effective than the first integral method in handling the proposed problems, and more general solutions are constructed by the Riccati sub-ODE method.     

毫米波回旋速调管放大器的自洽非线性数值模拟

为了实现回旋速调管放大器的快速设计,基于经典的回旋管的稳态单模非线性理论方法,开展了回旋速调管放大器的束波作用效率的理论模拟研究。由于单模理论无法匹配回旋速调管放大器的输入腔、中间腔两端的突变边界条件,所以输入腔与中间腔都只能采用给定场法进行求解。回旋速调管的输出腔的功率输出端通常采用缓变结构,这种腔体可以采用单模自洽理论进行求解。对两腔毫米波回旋速调管放大器进行了理论模拟,并与商业粒子模拟软件的结果进行对比,验证了该数值理论模拟方法的有效性。     

Linear superposition method for （2＋1）-dimensional nonlinear wave equations

New forms of different-periodic travelling wave solutions for the (2+1)-dimensional Zakharov--Kuznetsov (ZK) equation and the Davey--Stewartson (DS) equation are obtained by the linear superposition approach of Jacobi elliptic function. A sequence of cyclic identities plays an important role in these procedures.