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《渤海大学》 2017年
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反散射变换与指数函数法的三个问题研究

李佳泓  
【摘要】:反散射变换法和指数函数法是孤子理论近些年发展起来的求解非线性偏微分方程的重要方法.反散射变换法首先通过正散射求出t(28)0时刻的散射数据,然后利用时间发展式求出散射数据随时间t的变化规律,最后通过位势重构得到非线性偏微分方程的解.指数函数法首先设所求非线性偏微分方程的指数函数有理拟解,然后通过平衡最高阶导数项和最高次非线性项以及收集指数函数同次幂系数确定拟解中待定参数的值.本文一方面研究如何将反散射变换法推广应用于求解谱参数分别按照正弦函数和有理式发展的两个新非等谱AKNS方程组的问题.另一方面研究如何解决指数函数法在运算过程中出现的“中间表达式膨胀”问题和如何确定指数函数法求解非线性晶格方程的最简拟解问题.本文的主要工作有:首先,通过推广AKNS线性谱问题及其时间发展式推导出谱参数按照正弦函数发展以及按照有理式发展的两个新非等谱AKNS方程组,然后推广反散射变换法分别对其求解,结果得到这两个非等谱方程组的新精确解和新n孤子解,并对所得部分解的局域空间结构和动力演化行为进行模拟.其次,通过给指数函数法拟解的新形式提出指数函数法的一个直接算法,作为算法的两个例子,我们将其应用于KdV方程和Jimbo-Miwa方程.算例表明我们的算法能在较大程度上解决指数函数法的“中间表达式膨胀”问题.最后,通过定义有理指数函数拟解的正负方幂给出指数函数法在求解一类变系数非线性晶格方程时最简拟解的一个定理及其证明,应用我们所给定理可以省略利用平衡方程中最高阶导数项和最高次非线性项的方式确定拟解的过程,从而将求解这类非线性晶格方程的指数函数法进行改进.作为算例,我们利用最简拟解求解了变系数mKdV晶格方程,从中展示出最简拟解的有效性.
【学位授予单位】:渤海大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O175.29

【参考文献】
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