广义非线性超弹性杆波动方程及Klein-Gordon方程的精确解

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本文在齐次平衡原则的思想下,充分发挥Riccati方程、二阶常微分方程(ODE)、试探分式函数在非线性偏微分方程(PDEs)求解中的优良特性,利用广义扩展的F-展开法、扩展的(G/G)-展开法、试探函数法与拓展的分式函数变换法,并借助计算机符号系统Mathematica,求解了非线性Klein-Gordon方程、广义非线性超弹性杆波动方程,得到这些非线性偏微分方程的一系列精确解,如周期波解、三角函数解、双曲函数解、有理函数解、复数形式解等。首先,在新提出的(G/G)-展开法的基础上,通过利用对拟解形式进行改进的扩展(G/G)-展开法,求出了非线性Klein-Gordon方程的含双参数的双曲函数、三角函数以及有理函数的显式行波解,赋予参数具体值可以使显式行波解的形式更多样化。其次,对一类非线性弹性杆波动方程进行了扩展,得到广义非线性耗散超弹性杆波动方程.利用广义扩展的F-展开法,求出了广义非线性耗散超弹性杆波动方程的类型丰富的精确解,包含周期解、尖波解、三角函数解、复数函数解等。最后,通过对非线性弹性杆的纵波运动方程进行扩展,得到广义非线性色散超弹性杆波动方程,综合运用试探函数法和拓展的分式函数变换法,得到了广义色散超弹性杆波动方程的精确分式解,包括有理式解,周期解,孤立波解,Jacobi椭圆函数双周期解,并对部分解给出了数字模拟图像。
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