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非线性偏微分方程的精确解与广义改进的F-展开法
作 者: 马昆
导 师: 蔡国梁
学 校: 江苏大学
专 业: 应用数学
关键词: 非线性PDES 齐次平衡原则 辅助方程方法 广义改进的F-展开法 精确解
分类号: O175.29
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 81次
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内容摘要
本文研究的主要内容:在齐次平衡原则的思想下,充分利用F-展开法和Riccati方程在非线性偏微分方程(PDES)求解中的优良特性,提出一种广义改进的F-展开法。此方法在借助于计算机符号系统Mathematica下,操作方便,可以得到非线性PDES的一系列精确解(类孤子解,三角函数周期解,有理数解,指数解)。并用此方法求解了Kdv-mKdv方程及(2+1)维Burgers方程,得到了他们丰富类型的精确解,其中部分是新解。并对部分解进行数值模拟以便直观分析。首先,利用齐次平衡思想及改进的辅助方程方法研究了Klein-Gordon方程,得到了Klein-Gordon方程类孤子解,三角函数周期解,有理数解,指数解。其次,利用改进的F-展开法研究了(2+1)维Broer-Kaup方程。得到了他们丰富类型的精确解:光滑的钟形孤立波解,kink解,类孤子解,复数形式解,有理数解等,并得到了部分新解。这些解对于解释一些物理现象具有一定的意义。最后,利用广义改进的F-展开法研究了Kdv-mKdv方程和(2+1)维Burgers的精确解。得到了它的kink解,类孤子解,复数形式解,有理数解等,这对于对这些方程的进一步研究有积极的意义。
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全文目录
摘要 6-7 ABSTRACT 7-10 第一章 绪论 10-16 1.1 研究背景 10-13 1.2 研究现状 13-14 1.3 研究内容和意义 14-16 第二章 基本概念 16-25 2.1 孤立子及尖峰孤立子 16-17 2.2 孤立子的分类 17-18 2.3 逆算符方法 18-19 2.4 齐次平衡方法 19-20 2.5 JACOBI椭圆函数方法 20-21 2.6 辅助方程方法 21-23 2.7 F-展开法 23-25 第三章 改进的辅助方程方法求解KLEIN-GORDON方程 25-31 3.1 改进的辅助方程方法 25-27 3.2 求解KLEIN-GORDON方程 27-31 第四章 改进的F-展开法 31-39 4.1 改进的F-展开法 31-33 4.2 (2+1)维BROER-KAUP方程 33-39 第五章 求解偏微分方程的一种广义改进的F-展开法 39-53 5.1 广义改进的F-展开法 39-40 5.2 KDV-MKDV方程的精确解 40-46 5.3 (2+1)维BURGERS方程的精确解 46-53 第六章 结束语 53-54 参考文献 54-57 读研期间发表的论文 57-58 致谢 58
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中图分类: > 数理科学和化学 > 数学 > 数学分析 > 微分方程、积分方程 > 偏微分方程 > 非线性偏微分方程
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