修正的Kadomtsev-Petviasvili方程的对称和守恒律

修正Kadomtsev-Petviasvili (MKP)方程是非线性偏微分方程和物理学中的一个重要模型. 最近楼森岳教授指出从可积系统的一个点李对称出发, 可以得到无穷多的守恒律. 应用楼教授的思想, 首先研究MKP方程的经典的李点对称, 然后根据二阶延拓结构(Lie-Bäcklund算子), 构造MKP方程的无穷多守恒律.     

对称理论在解若干非线性问题中的应用

将摄动理论和对称约化理论结合起来对研究扰动非线性方程具有重要的意义. 本文利用近似对称约化理论研究了扰动mKdV方程, 得到了该方程的各阶近似约化方程和级数约化解. 本文还讨论了同伦近似对称方法在求解不可积系统中的应用以及利用对称和守恒律的关系求解非线性系统的无穷多守恒律等问题.     

自由电磁场的一个不变性

守恒量的存在,意味着所研究的系统具有一定的对称性。守恒量的导出,一般有两条途径,一是直接研究运动方程的对称性(变換下的不变性);二是惯用的方法,要求系统的拉氏函数或作用量在变換下不变(如Noether定理)。有的还对拉氏函数添加一散度项的不变性。文献[2]指出,从对称变換保持物理系统运动方程不变出发,导出这些变換所产生的     

对称变换和守恒律

物理系统的非拓朴性守恒量与此系统的对称性有密切关系,根据对称性导出相应的守恒律这个基本问题,现今所采用的观点和方法极不统一,这样就带来了不必要的混淆。本文试企从统一的观点来讨论这个问题,即从对称变换保持系统的动力学方程(以及对易关系):不变出发,分别来推导相对论力学、量子力学、经典场论、量子场论中的连续对称变换所产生的守恒律,而不借助于拉格朗日体制的Nther定理。把结果用于非Abel规范理论中,同步对称不变性导致场的守恒角动量表明,自旋和同步旋对场的角动量均有贡献。     

经典力学系统在约束条件下的对称变换

指出对于用非独立广义坐标所描述的受约束的经典力学系统,在完整约束下,对称变换仍导致经典形式的Noether定理,而在线性非完整约束下,一般说对称变换不产生经典式的形Noether守恒量。     

荷电粒子与磁单极子电磁场角动量

本文在不引用矢势和场的拉氏量情况下,从 Maxwell 方程及 Lorentz 力公式出发讨论了荷电粒子一磁单极系统的守恒动量、能量及角动量,得出了系统守恒的总角动量是电磁场角动量加上磁单极和荷电粒子的轨道角动量.并且还计算了荷电粒子垂直于单极运动时电磁场角动量.     

群S4对称高维自治系统的Hopf分岔

研究群对称高维自治系统的Hopf分岔.利用Lyapunov-Schmidt方法得到分岔问题的约化映射,讨论约化映射的对称性和不变子空间,由此导出分岔方程,利用分岔方程不仅研究了Hopf分岔解的对称结构,而且得到了Hopf分岔产生的条件.     

广义对称正则长波方程的一个新的守恒差分逼近

对一类广义对称正则长波(generalized symmetrical regularized long wave,GSRLW)方程的初边值问题进行了数值研究,提出了一个三层有限差分格式,并利用离散泛函分析方法分析了该格式的二阶收敛性与无条件稳定性,格式合理地模拟了初边值问题的守恒性质.数值结果表明,本文的三层格式具有二阶收敛性;与两层的守恒格式相比计算精度有了进一步的提高.     

约束系统的Noether定理及Poincare不变量

对于用非独立坐标描述的受约束的经典力学系统,在对称变换下,推广了Noether定理,在完整约束的特殊情况下,它可化为通常的Noether定理,而在非完整约束条件下,对称变换一般不产生Noether定理的守恒量。文中并将Poincare-Cartan一阶相对积分不变量推广到受约束的经典力学系统,在一定条件下,也可化为通常的Poincare-Cartan一阶相对积分不变量。     

非保守非完整动力系统的守恒量

摘要从非保守非完整动力系统的D′Alembert—Lagrange微分原理出发,考虑在无穷小变换下导致的变形,得到推广的Killing方程,此方程的解自动产生非保守非完整动力系统的守恒量。     

基于扩展主对称方法的Kadomtsev-Petviashvilli方程的对称与无穷维李代数

提出了扩展的主对称方法, 将它应用于2+1维可积模型—–Kadomtsev-Petviashvilli (KP)方程, 获得了该方程中含有时间 的任意函数的广义对称, 无需使用复杂的递归算子, 即可直接从对称定义方程中得出关于KP方程对称的显式简单构造公式. 本文中所有提到的对称都是此方程对称的特例, 同时, 还给出了由这些对称构成的一般无穷维李代数.     

三角Hopf代数模范畴上的Lie结构间的对偶

在三角Hopf代数模范畴上研究Lie代数和Lie余代数．主要给出了Lie代数与Lie余代数间的对偶关系．     

Kadomtsev-Petviashvilli方程的直接相似约化

Clarkson和Kruskal发展的直接法(CK直接法)是求解非线性微分方程相似约化的一种强有力的方法. 本文以Kadomtsev-Petviashvilli(KP)方程为例, 运用CK直接法把KP方程简化为3种类型的(1+1)维偏微分方程, 这3种偏微分方程等价于经典Lie方法得到的3种具有不同独立变量的相似约化方程. KP方程的解包含了更多经典Lie方法所遗漏的任意函数, 例如, CK直接法得到的第3类约化可以分为3个子情形, 而经典Lie法得到的KP方程的第3类解只是我们结果的一个子情形的特例.     

玻色化方法在超对称可积系统的应用

利用玻色化方法可以避免超对称可积系统中反对易费米场带来的计算困难. 本文以N=1超对称mKdVB系统为例, 利用玻色化方法, 将其转化为只有玻色场的耦合系统. 应用标准的WTC方法, 证明了该耦合系统具有Painlevé性质. 运用Painlevé截断方法, 可以得到玻色化后超对称mKdVB系统的非局域对称. 为了求解与非局域对称相关的Lie第一性原理, 引入新的场将玻色化后系统拓展为更大的系统. 通过引入新的场, 该非局域对称局域化为Lie点对称. 因此, 可以利用Lie点对称约化方法研究拓展后的系统, 得到超对称mKdVB系统的孤子与其他孤波相互作用解.     

Kac-Moody-Virasoro可积系统

通过研究Kadomtsev-Petviashvilli(KP)方程对称, 得到相应的无穷维李代数—–Kac-Moody- Virasoro(KMV)代数, 并运用KMV代数的生成元和其中一个子代数—–Virasoro代数的延拓结构, 推导出熟知的Kadomtsev-Petviashvilli(KP)方程, 并以此为基础得到更多高阶(2+1)维和(3+1)维的可积模型, 并且这些模型都具有KMV代数性质.     

奇异微分系统的初值问题及其应用

利用依赖于解的奇异非线性时间变换，把奇异微分系统转换为非奇异的常微系统，建立了奇异微分系统初值问题解的(非)存在性和惟一性及多解的存在性．一阶和二阶奇异微分方程的初值问题的应用结果与Petio(2000)和Agarwal(1999)的结果相比，条件简单容易验证，且结论更详细。     

相对论Birkhoff系统的第一积分与积分不变量的构造

建立了相对论Birkhoff系统的变分方程,由此证明:由已知系统的一个第一积分,可以构造系统的一个积分不变量,并通过算例说明其结果的应用.     

非线性系统的一般条件对称和导数相关泛函分离变量法

众所周知, Fourier分析和分离变量法是研究线性系统的有效手段, 但分离变量法难以推广到非线性系统. 发展处理非线性系统的新的分离变量法迫在眉睫. 首先提出导数相关泛函分离变量解(DDFSS)的新概念, 给出定义, 据此寻求相应的一般条件对称(GCS), 创建理论体系(简称DDFSS方法). 尔后, 分别应用DDFSS方法于一般非线性扩散方程、KdV类方程、一般非线性波动方程: (1)对所考察方程做了DDFSS可解的完全归类; (2)利用DDFSS方法建立了所得分类方程的DDFSS精确解; (3)描述了一些解的局域激发等性质, 给出了有关结果的对称群解释. 最后指出, DDFSS方法可发展应用于求解某些高维方程和方程组问题, 更能扩展用于处理带扰动项的非线性系统.