Kdv浅水波方程的Crank-Nicolson差分格式

对非线性发展方程数值求解有着重要意义,而非线性发展方程中,Kdv浅水波方程是最典型的非线性色散波动方程的代表。针对Kdv浅水波方程的定解问题,用Crank-Nicolson差分法求解,该法具有良好的稳定性及二阶收敛性,并能数值模拟出孤立波这一物理现象,说明该差分格式是有效的。     

基于Benjamin-Feir不稳定性的异常波模拟

通过引入四阶非线性薛定谔方程,基于随机波列演化的Benjamin-Feir不稳定性,采用伪谱方法建立了二维深水波浪数值水槽来模拟海洋中的异常波现象。为了验证该数值模型的有效性,计算了二维水槽中边带扰动随机波列的传播变形,从数值和试验结果的比较上看,该模型可以很好地再现异常波现象。     

深水Boussinesq方程数学模型建立与验证

通过引入四参数和非线性浅水方程至Kennedy等人推导的二阶全非线性Boussinesq方程中,改善了原方程的色散和变浅性能,并通过新方程建立适合较深水域的近岸波浪场数学模型,模拟了椭圆形浅滩地形上的波浪传播变形,从数值结果和试验结果的比较上看,该模型可以很好地模拟近岸波浪场的实际问题。     

浅水长波近似方程组的非线性函数变换和孤立波解

利用齐次平衡方法导出了浅水长波近似方程组的一个非线性函数变换,借助这个变换,只需解一个线性常系数偏微分方程,就可得到方程组的精确解。特别的,得到了方程组的孤立波解。     

浅水长波近似方程的显式精确解

借助于符号计算软件Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ和消元法，本文给出了一种求非线性发展方程精确解的途径，将此方法应用于浅水长波近似方程，获得了该方程的若干精确解，其中包括弧波解和周期波解。     

一些非线性发展方程的线性化及新的准确解

对用齐次平衡法求解非线性发展方程精确解的若干文献进行了分析．发现了一个线性偏微分方程．以这个线性方程作为辅助方程,并与齐次平衡法相结合．求得Burgers方程和水波长波近似方程等一些非线性发展方程的新的精确解,推广了齐次平衡法的应用．     

Hamilton体系下的二维非线性浅水波

从Ｈａｍｉｌｔｏｎ体系出发推导出二维浅水波问题的非线性动力方程组。通过讨论给出该问题的一阶近似、二阶近似等，具体求解得到该问题的行波解，此解可由椭圆积分所表示，结果表明波形不仅与波速有关，而且与水深等有磁。     

耦合非线性Schr-dinger方程组孤波解的格子Boltzmann模拟

使用格子Boltzmann方法模拟耦合非线性Schr-dinger方程组的孤波解. 构建了耦合非线性Schr-dinger方程组的格子Boltzmann模型, 并进行了数值实验. 数值实验结果表明, 格子Boltzmann方法是模拟耦合非线性Schrdinger方程组孤波解的有效方法.     

2＋1维非线性Schrodinger方程的偏不变解

推广了描述深水波波幅的２＋１维非线性Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程的结果。利用基于子群分类方法上的一般系统化途径，得到一类２＋１维非线性Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程的偏不变解。     

非线性Rossby波及其相互作用Ⅱ.周期波动解及其稳定性

在正压流体中,两个相互作用的非线性Rossby波满足一耦合的非线性Schr(?)dinger方程组。文献[1]研究了此方程组的包络孤立波及其碰撞相互作用解。本文对比方程组的周期波动解及其稳定性进行了研究,得到了有关稳定和不稳定的判据。     

大动脉血管壁应力孤立波

在人体正常生理条件下,血管内的扰动将以应力波的形式传播.讨论了大动脉血管壁应力波的传播问题,得到了描述血管壁运动的非线性方程,分析了其线性近似下的色散关系.该非线性方程在低阶近似下演化为KdV方程,这说明在大动脉血管中存在孤立波,最后给出了该孤立波解并讨论了其实际意义.     

广义Boussinesq方程孤波解的轨道稳定性

应用Grillakis-Shatah-Strauss提出的轨道稳定性理论,研究了具有两个非线性项的广义Boussinesq方程孤波解的轨道稳定性与不稳定性,得到了判断该方程孤波解轨道稳定性的一般性结论.进一步根据方程的两个精确钟状孤波解,推出了它们的轨道稳定判别式的显式表达式,从而具体给出了使这两个孤波解轨道稳定的波速变化区间.另外,分析了方程中两个非线性项作用的大小对这两个孤波解轨道稳定波速变化区间的影响,给出了使这两个孤波解轨道稳定的最大波速变化范围.     

变系数长水波近似方程组的精确解

用齐次平衡法给出了变系数浅水长波方程组的多孤立波解,结果表明方程的系数不改变波在传播时的振幅,却改变各波的传播速度.这种方法可以用来求解一类变系数非线性演化方程.     

带有导数项非线性Schrodinger方程行波解的存在性

研究了一类带有一阶导数摄动项的非线性Schrodinger方程行波解的性质,利用Lyapunov-Schmidt方法及压缩映射原理,证明了非线性Schrodinger方程行波解的存在性和集中性质,即相当于Planck常数的摄动参数趋于零时,证明了该非线性Schrodinger方程的行波解的存在性,且这些解集中在其势函数的非退化临界点处.     

具次临界扰动项的非线性Hartree方程驻波的存在性

研究了一类具次临界扰动项的非线性Hartree方程驻波解的存在性.根据2个非线性项的特征,分2类情形建立相应的约束变分问题,得到了该类Hartree方程在2种情形下驻波的存在性.     

等熵相对论Euler方程组非线性波的性质

讨论了等熵相对论欧拉方程组黎曼问题解的几何性质,在相互作用条件下,分析了作用前后非线性波的关系,得到了等熵相对论Euler方程组柯西问题非线性波的性质,并通过激波曲线参数化,得到了非线性波的几何性质.     

基于弱可压缩方法的水中声流数值分析

为研究水中的非线性声波传播问题,本文主要开展了基于弱可压缩方程的理论分析及水中声波动及声流模拟工作。首先,采用正压流体的密度与压力函数,结合粘性流体动力学方程,对方程组采用特征变量的波动分析,证明了该方程能描述水中的涡旋和声波传递。然后,本文结合时空守恒元解元算法求解该方程组,并对一些典型气动声学问题进行了计算和对比研究：通过计算分析了二维顶盖半圆腔驱动流,本文计算结果与其他研究结论进行对比分析,证实了该方法可以准确模拟出流体的粘性;通过对平面声波在不同粘性流体中传播进行了数值模拟,声波衰减趋势与理论解完全一致;最后,本文还通过对Rayleigh声流问题进行非定常数值模拟,得到的模拟结果与其他研究学者结论完全一致。这说明,采用二维弱可压缩方程组及时空守恒元解元方法,能够模拟水中的声波传播及耗散过程。     

用重整化群流方程研究铁氧体的自旋波模型

采用重整化群的方法研究铁氧体的自旋波模型,导出一组非线性流方程,并求出铁氧体自旋波模型的能谱表达式,当双子格的自旋相等时,铁氧体自旋波模型的能谱表达式退化为反铁磁自旋波模型的能谱表达式.     

一些耦合非线性方程的精确解

应用代数方法与适当假设, 给出了一些具有物理意义的耦合非线性方程的精确行波解, 方程类型包括流体力学中描述长波相互作用模型耦合 Zakaharov- Kuznetsov, 耦合 Kadomtsev- Petviashili方程等.     

Lorenz type Chaos (Turbulence) of Five Waves Mixing in Uniform Streaming Plasma

近年来,等离子体系统非线性效应的研究十分活跃〔１～５〕．由于其负能量和正能量的波耦合能够导致非线性性质的不稳定性．故称为突发性不稳定性〔５〕．这在非线性效应的等离子体场中存在是一个十分有趣的现象．纵波与横波一样,同样能够携带负能量．因此,从原理上说这两种辐射波都能满足多方参与的非线性不稳定性的需要〔４～６〕．在文献〔５～７〕中,由于均匀流动的等离子体中三个纵波和二个横波共处于一个非线性不稳定的谐振五波相互作用系统,从而获得了Ｌｏｒｅｎｚ型混沌．本文证明了在均匀流动等离子体中,五个单色波的非线性耦合波方程可以重新写成同构于描述混沌的Ｌｏｒｅｎｚ方程,预言在此过程中出现Ｌｏｒｅｎｚ型混沌的可能性