幾類非線性偏微分方程對稱和守恒律研究
發(fā)布時間:2020-03-25 17:09
【摘要】:近幾十年,非線性模型已經(jīng)貫穿到了多個領(lǐng)域,比如物理中的流體力學(xué)、經(jīng)濟領(lǐng)域中的期權(quán)定價、力學(xué)中的神經(jīng)傳導(dǎo)等等,這些非線性模型都可以用一個或幾個非線性微分方程來刻畫描述。所以非線性微分方程的求解問題引起了各個領(lǐng)域中學(xué)者們的廣泛關(guān)注。本文利用對稱、守恒律理論、冪級數(shù)法和相容的Riccati展開法得到了兩類非線性偏微分方程的精確解或解析解。第一章介紹了微分方程中的李群理論、守恒律以及發(fā)展背景和當前的研究進展。第二章,首先分類研究了廣義泡沫排液方程所容許的對稱群和一維子代數(shù)優(yōu)化系統(tǒng),然后利用子代數(shù)將其約化為常微分方程,還得到不同情況下方程的精確解和解析解。其次,利用乘子方法構(gòu)造出了廣義泡沫排液方程的守恒律;最后,利用相容的Riccati展開法得到了泡沫排液方程的相交解。第三章,利用冪級數(shù)法得到了對流Cahn-Hilliard方程的冪級數(shù)解,還分析了在不同驅(qū)動力下曲面的形態(tài);其次,利用相容的Riccati展開法得到了對流項是線性的對流Cahn-Hilliard方程的精確解,同時畫出了其精確解的圖像和其演化圖像。
【圖文】:
k=0=0--n+2_kCjCk_j邋-nncn+z.逡逑所以方程(3-1)的解為逡逑u(x,t)=邋c0邋cx{x邋—邋At)邋+邋c2(x邋—邋At)2邋+邋c3(x邋—邋At)3逡逑+邋S"=0邋(n+4)(n+3)(n+2)(n+l)^邋[?邋+邋以祀邐(3_7)逡逑+vSk=0(n邋+邋1邋-邋k)ckcn+1_k邋+邐+邋2邋-邋;')邋cn_kCjCk+2_j逡逑+3邋SLo邋Sy=0(n邋+邋1邋-邋fc)(n邋+邋2邋-邋fe)邋cn+2.kCjCk_j邋-邋(n邋+邋l)(n邋+邋2)cn+2],逡逑若對任意常數(shù)c。、Cl、c2、c3進行賦值后,就得到了(3-7)的確定形式。(3-7)逡逑的收斂性證明在附錄A中給出。逡逑3.2.1驅(qū)動力下曲面的形態(tài)逡逑(3-1)中《是指晶體界面的斜率,將(3-7)截斷后并將其積分,就得到了晶體曲逡逑面的函數(shù)表達式=邐晶體曲面是以波的形式生長,在不同的驅(qū)動力逡逑下,也就說波的形態(tài)不同。為了研究曲面形態(tài),假設(shè)波速入=1,邋Y=l,(3-7)中逡逑cQ邋=邋—1,4邋=邋4邋=邋1,c3邋=邋2,同時cn(?=4,5,...,21^cn+4的遞推公式可得。逡逑1.邋v<0,驅(qū)動力相當于壓縮力逡逑h(x)邐h(x)逡逑
第三章對流Cahn-Hilliard方程逡逑當v<0,驅(qū)動力相當于壓縮力,圖3-l(a)是當v邋=邋-8時,曲面在不同時刻晶逡逑體曲面的形態(tài)。如圖3-1所示,到t從0.20到1.47時,曲面逐漸衰減,當t>1.47逡逑時,曲面不斷增長;當v邋=邋-2時,曲面的演化形態(tài)與v邋=邋—8時相似,當t>1.77逡逑時,,曲面開始增長。逡逑30邐>邐b濆義?逦Ud危玻板危礤義希劐?逦Ud
本文編號:2600167
【圖文】:
k=0=0--n+2_kCjCk_j邋-nncn+z.逡逑所以方程(3-1)的解為逡逑u(x,t)=邋c0邋cx{x邋—邋At)邋+邋c2(x邋—邋At)2邋+邋c3(x邋—邋At)3逡逑+邋S"=0邋(n+4)(n+3)(n+2)(n+l)^邋[?邋+邋以祀邐(3_7)逡逑+vSk=0(n邋+邋1邋-邋k)ckcn+1_k邋+邐+邋2邋-邋;')邋cn_kCjCk+2_j逡逑+3邋SLo邋Sy=0(n邋+邋1邋-邋fc)(n邋+邋2邋-邋fe)邋cn+2.kCjCk_j邋-邋(n邋+邋l)(n邋+邋2)cn+2],逡逑若對任意常數(shù)c。、Cl、c2、c3進行賦值后,就得到了(3-7)的確定形式。(3-7)逡逑的收斂性證明在附錄A中給出。逡逑3.2.1驅(qū)動力下曲面的形態(tài)逡逑(3-1)中《是指晶體界面的斜率,將(3-7)截斷后并將其積分,就得到了晶體曲逡逑面的函數(shù)表達式=邐晶體曲面是以波的形式生長,在不同的驅(qū)動力逡逑下,也就說波的形態(tài)不同。為了研究曲面形態(tài),假設(shè)波速入=1,邋Y=l,(3-7)中逡逑cQ邋=邋—1,4邋=邋4邋=邋1,c3邋=邋2,同時cn(?=4,5,...,21^cn+4的遞推公式可得。逡逑1.邋v<0,驅(qū)動力相當于壓縮力逡逑h(x)邐h(x)逡逑
第三章對流Cahn-Hilliard方程逡逑當v<0,驅(qū)動力相當于壓縮力,圖3-l(a)是當v邋=邋-8時,曲面在不同時刻晶逡逑體曲面的形態(tài)。如圖3-1所示,到t從0.20到1.47時,曲面逐漸衰減,當t>1.47逡逑時,曲面不斷增長;當v邋=邋-2時,曲面的演化形態(tài)與v邋=邋—8時相似,當t>1.77逡逑時,,曲面開始增長。逡逑30邐>邐b濆義?逦Ud危玻板危礤義希劐?逦Ud
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