非線性諧振介質中光學異常波的新穎動力學研究
發(fā)布時間:2021-07-28 10:29
異常波概念最早是在1965年由海洋學家L.Draper在描述海面波浪時提出。異常波是一種瞬時出現(xiàn)、波高很大的時空雙局域波包,其峰值振幅通常超過了兩倍的有效波高。異常波的一個顯著特點是,它在出現(xiàn)之前沒有任何的征兆,總是來無影去無蹤。由于其不可預測性和的攜有的巨大破壞性,異常波對海洋中航行的郵輪和油氣平臺構成了巨大威脅。目前所知,異常波是無處不在的。除了深水海洋,物理學家們還相繼在流體動力學、等離子體物理、聲學、光學和光子學以及Bose-Einstein凝聚等領域都發(fā)現(xiàn)了異常波現(xiàn)象。然而,盡管如此,關于異常波的基本原理的共性認識仍存有爭議。本論文中,我們致力于研究更復雜的、適合描述非線性諧振介質中光波傳播的幾個可積廣義非線性薛定諤(NLS)方程模型。主要目的是求解非線性諧振介質中的異常波精確解,并系統(tǒng)地探討這些異常波解的新穎動力學。具體地,在簡單回顧了異常波的研究背景、生成機理和當前進展后,我們在三波諧振相互作用(TWRI)系統(tǒng)、以Maxwell-Bloch-NLS方程為模型的諧振摻鉺光纖系統(tǒng)和以sine-Gordon方程為模型的諧振介質系統(tǒng)中,系統(tǒng)地研究了異常波動力學,并取得了一些新結果...
【文章來源】:東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:80 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
蘇格蘭某運河中的孤子現(xiàn)象[3]
-2 傳說中的超級巨浪,事實上真的存在。圖片來源:《新科學家》,Rogue waves: The real moof the deep異常波的概念最早來源于海洋學,在世界各大海域都曾有出現(xiàn),與孤波類似極大波高,波峰尖窄,雖然作用時間短,消失速度快,但是破壞力極強[27,29],F(xiàn)場合與水域深淺、天氣好壞、洋流大小均無明顯關聯(lián)。鑒于異常波的復雜特家至今并未完全掌握其中規(guī)律,異常波的定義很難一言蔽之,也無法計算其發(fā)波高大于周圍、出現(xiàn)無法預測[29],是目前多數研究者對異常波認識的共識。雖們不能給出其準確定義,但是異常波的定義中應包含的基本特征可概括為: a 首先,作為波列中的一個突出單波,峰振幅要達到有效波高(significant wht)的兩倍及以上,即可稱為異常波。需要指出的是,有效波高是指某片海域內分之一海浪的平均高度。比如,在一片有效波高僅 10 厘米的平靜海域,一個的海浪就可算作是異常波了。
圖 1-3 海洋異常波出現(xiàn)時的景象[31]異常波的概念由來已久,作為非線性波,異常波不同于孤波,因為它持續(xù)很短,失很快;也不同于駐波,因為異常波的波形隨時間不斷變化;更不同于海嘯,因為波的發(fā)生和地震無必然聯(lián)系。目前,異常波領域的研究正在持續(xù),更需深入。.2.2異常波的實測記錄幾個世紀以來,人們對異常波的了解,多源于它對人類的巨大傷害,因為異常觀測十分危險,相關記錄僅限于海員的口述。受制于可靠記錄資料非常匱乏,人類以來不能正確認識海洋異常波這一現(xiàn)象,很多異常波現(xiàn)象被人們視為海怪所致。隨學進步和觀測手段更新,世界各地關于異常波的記錄也逐漸豐富起來,人們開始認諸多的海上災難和工程事故或是異常波導致。根據統(tǒng)計顯示,異常波發(fā)生的頻率相較頻繁,發(fā)生區(qū)域包含了除北冰洋外的幾乎所有海域[32,35]。下面,我們簡單介紹異
【參考文獻】:
期刊論文
[1]淺析孤立子理論中的達布變換[J]. 梁銀雙. 中州大學學報. 2012(02)
博士論文
[1]畸形波模擬及其與核電取水構筑物作用探究[D]. 劉贊強.大連理工大學 2011
[2]基于雙線性方法的孤子可積系統(tǒng)[D]. 張翼.上海大學 2005
[3]孤子與輻射場的相互作用及對數型非線性介質中空間孤子族的理論研究[D]. 衛(wèi)青.上海大學 2003
碩士論文
[1]幾類非線性發(fā)展方程的畸形波解及其時空結構[D]. 楊波.上海理工大學 2013
[2]耦合非線性薛定諤方程的有理解與畸形波[D]. 翟保國.上海理工大學 2012
本文編號:3307743
【文章來源】:東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:80 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
蘇格蘭某運河中的孤子現(xiàn)象[3]
-2 傳說中的超級巨浪,事實上真的存在。圖片來源:《新科學家》,Rogue waves: The real moof the deep異常波的概念最早來源于海洋學,在世界各大海域都曾有出現(xiàn),與孤波類似極大波高,波峰尖窄,雖然作用時間短,消失速度快,但是破壞力極強[27,29],F(xiàn)場合與水域深淺、天氣好壞、洋流大小均無明顯關聯(lián)。鑒于異常波的復雜特家至今并未完全掌握其中規(guī)律,異常波的定義很難一言蔽之,也無法計算其發(fā)波高大于周圍、出現(xiàn)無法預測[29],是目前多數研究者對異常波認識的共識。雖們不能給出其準確定義,但是異常波的定義中應包含的基本特征可概括為: a 首先,作為波列中的一個突出單波,峰振幅要達到有效波高(significant wht)的兩倍及以上,即可稱為異常波。需要指出的是,有效波高是指某片海域內分之一海浪的平均高度。比如,在一片有效波高僅 10 厘米的平靜海域,一個的海浪就可算作是異常波了。
圖 1-3 海洋異常波出現(xiàn)時的景象[31]異常波的概念由來已久,作為非線性波,異常波不同于孤波,因為它持續(xù)很短,失很快;也不同于駐波,因為異常波的波形隨時間不斷變化;更不同于海嘯,因為波的發(fā)生和地震無必然聯(lián)系。目前,異常波領域的研究正在持續(xù),更需深入。.2.2異常波的實測記錄幾個世紀以來,人們對異常波的了解,多源于它對人類的巨大傷害,因為異常觀測十分危險,相關記錄僅限于海員的口述。受制于可靠記錄資料非常匱乏,人類以來不能正確認識海洋異常波這一現(xiàn)象,很多異常波現(xiàn)象被人們視為海怪所致。隨學進步和觀測手段更新,世界各地關于異常波的記錄也逐漸豐富起來,人們開始認諸多的海上災難和工程事故或是異常波導致。根據統(tǒng)計顯示,異常波發(fā)生的頻率相較頻繁,發(fā)生區(qū)域包含了除北冰洋外的幾乎所有海域[32,35]。下面,我們簡單介紹異
【參考文獻】:
期刊論文
[1]淺析孤立子理論中的達布變換[J]. 梁銀雙. 中州大學學報. 2012(02)
博士論文
[1]畸形波模擬及其與核電取水構筑物作用探究[D]. 劉贊強.大連理工大學 2011
[2]基于雙線性方法的孤子可積系統(tǒng)[D]. 張翼.上海大學 2005
[3]孤子與輻射場的相互作用及對數型非線性介質中空間孤子族的理論研究[D]. 衛(wèi)青.上海大學 2003
碩士論文
[1]幾類非線性發(fā)展方程的畸形波解及其時空結構[D]. 楊波.上海理工大學 2013
[2]耦合非線性薛定諤方程的有理解與畸形波[D]. 翟保國.上海理工大學 2012
本文編號:3307743
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