Whitham-Broer-Kaup系统的新型孤子解及孤子相互作用研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:pb2001
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孤子作为非线性科学的一个重要分支,目前在等离子物理学、流体力学和非线性光学等领域具有广泛的应用。孤子的相互作用性质是可积非线性系统的一个重要研究内容。本文主要致力于研究源于流体中的浅水波模型Whitham-Broer-Kaup(WBK)系统的新型孤子解及孤子相互作用性质,其主要研究内容包括四方面:首先,结合Darboux变换方法和Wronski行列式技巧构造并验证WBK系统的广义双Wronski行列式解;其次,通过分析广义双Wronski行列式的代数性质,得到非奇异、非平凡和不可约化孤子解的参数条件;再次,基于对广义双Wronski行列式在t???时的渐近行为分析,揭示出新型孤子解是由两个完全共振的孤子结构线性叠加而成,同时确定出渐近孤子的解析表达式以及每个孤子相应的指标对表示;最后,我们给出了用以确定新型孤子解在t???时所有渐近孤子以及在xt-平面上不同区域渐近占优指数项的代数算法,并利用Mathematica作图讨论在几组具体给定的参数条件下孤子的共振相互作用性质。本文的研究发展了新的Wronski恒等式,并将基于Wronski行列式的孤子解渐近分析方法推广用于1+1维耦合的非线性系统,所获得的孤子相互作用性质将有助于解释流体中的孤波现象。
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