高维非线性演化方程高阶及多波解的符号计算研究

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gmzz2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
非线性演化方程是一类非常重要的数学物理模型,可用于描述许许多多的自然现象。随着人们对自然界探索和研究的不断深入,新的非线性方程源源不断地被发现和提出,因此,非线性演化方程研究的重要性不言而喻。计算机科学的飞速发展,为符号计算的研究提供了强有力的技术支持,而符号计算的蓬勃发展,大大提升了人们的计算能力。近年来,人们对非线性演化方程的研究也逐步从低维向高维拓展和深入。本文旨在借助于符号计算平台Maple,构造高维非线性演化方程更复杂的高阶和多波相互作用解。主要工作包含以下三方面:第一部分基于新算法和新策略构造常系数高维非线性演化方程的高阶多波相互作用解。纵观近几年的研究成果,大部分关于高维非线性演化方程相互作用波解的工作都是基于直接代数方法开展的。该方法思路简单,通过先验假设解的形式,从而将原方程的求解问题转化成非线性代数方程组的求解问题。然而,如何有效控制中间表达式的急剧膨胀是符号计算的一大难题。我们课题组近几年主要致力于该方向的策略和算法研究。针对直接代数方法,我们提出了继承求解策略,并基于孤子解,进一步发展出了构造多波相互作用解的新算法,该算法首次可计算出任意高阶的孤子、周期波及有理波间的相互作用解。本文进一步系统和优化了相关算法,利用优化后的算法,求解了(3+1)维广义B-type KadomtsevPetviashvili(BKP)方程和(3+1)维广义Kadomtsev-Petviashvili(KP)方程多种类型的多波相互作用解。第二部分将我们提出的新算法推广应用于构造变系数高维非线性演化方程的高阶多波相互作用解。由于客观世界中各种介质具有不均匀性,因此,变系数非线性演化方程与实际科学应用间的关系往往比常系数非线性演化方程更密切。然而,变系数的引入为非线性微分方程的精确解构造带来了新的难题,到目前为止,关于高维变系数非线性演化方程相互作用解的报道并不多见。本文将我们提出的新算法和优化策略推广应用到含有时间依赖系数的高维变系数非线性演化方程,求解了(3+1)维变系数Boiti-Leon-Manna-Pempinelli(BLMP)方程及(2+1)维变系数Korteweg-de Vries(Kd V)方程的多种复杂多波相互作用解。除此之外,本文还研究了时间依赖系数的取值对高维变系数非线性演化方程解的影响。第三部分将我们提出的新算法推广到非线性行波变量的情形,构造高维非线性演化方程新型的孤子解及多波解。在以往构造非线性系统的非线性波解时,引入的行波变量基本都是关于自变量的线性函数,鲜有工作考虑其他类型的行波变量。本文通过考虑新的非线性行波变量,基于我们的新算法和新策略构造了含有时变系数的(3+1)维BLMP方程和(2+1)维柱形Kadomtsev-Petviashvili(c KP)方程的新型马蹄形孤子解,进而构造出新类型的多波相互作用解。这些新型多波相互作用解在一定程度上丰富了变系数非线性演化方程解的类型。
其他文献
捻转血矛线虫(H.contortus)是在中国、孟加拉以及世界其他各地广泛感染山羊的一种主要的胃肠道线虫。控制其流行的方式之一是选育对线虫侵染有着天然抗性和良好遗传背景的山羊品种。单核苷酸多态性(SNP)为检测群体内抗性基因的存在给出了可行方法。本次研究旨在从遗传上评估自然放牧状态下中国和孟加拉的山羊群体内外捻转血矛线虫感染的抗性或易感性,并鉴定与FEC性状相关的功能候选基因的单核苷酸多态性(SN
学位
土壤含水量是限制农业作物生产发展的重要因素之一,从提高作物光合作用和水分生产效率、减少无效蒸发蒸腾耗水、为生育期内进行合适的水分调控依据的角度考虑:本试验采用盆栽的方法,以夏玉米为材料,在生育期内设置4个土壤水分范围,依次为T1(55%±5%FC)、T2(65%±5%FC)、T3(75%±5%FC)和T4(85%±5%FC)。通过测定生育期内夏玉米株高、茎粗、叶面积和叶片含水率(LWC)等生长指标
学位
我国温室番茄种植面积居世界第一,已成为蔬菜种植区的重要产业,对菜农增收和我国乡村振兴具有重要作用。目前温室番茄种植常用沟灌、滴灌和微喷灌,这些灌溉方式均属于间歇灌溉,其土壤水分随时间均呈现干湿交替的变化状态。在一个灌溉周期内,前期大量灌水导致土壤含水率过高造成番茄根区缺氧,而在后期,由于土壤蒸发和番茄植株蒸腾消耗大量水分,导致土壤含水率降低造成番茄根区缺水,影响番茄生长。微孔陶瓷根灌作为一种新型节
学位
在真核生物中,基因组DNA经过高度有序紧密的折叠形成染色质,将遗传信息储存在细胞核中。然而这种致密状态对于染色质特定部位的基因转录、DNA复制及损伤修复等过程却造成阻碍。因此,基因的转录调控、DNA的损伤修复需要对染色质进行修饰、重构等不改变DNA序列信息的表观遗传调控。目前表观遗传调控机制主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA以及ATP依赖的染色质重塑。其中,染色质重塑复合物能够直接改变
学位
目的1.调查2型糖尿病患者体力活动现状及阶段分布特征。2.了解2型糖尿病患者体力活动的变化轨迹及影响因素。3.探究不同轨迹组2型糖尿病患者的体力活动体验及需求。方法本课题于2021年09月至2022年12月对符合纳入和排除标准的2型糖尿病患者进行体力活动相关资料的收集,主要包括三部分。1.2型糖尿病患者体力活动现状及阶段分布特征研究于2021年09月至2022年01月在扬州市两所三甲医院对315名
学位
基质袋栽培具备解决设施农业和露天农业种植之间争地的矛盾、扩大农业种植空间、克服土壤连作障碍、提高作物产量等优点,在国内外农业生产中被广泛采用。但是,现阶段基质袋的生产缺乏针对性较强的专业机械,主要依靠人工进行包装,劳动强度大,生产效率低,不能满足市场需求和现代农业的发展。针对以上问题本文设计了一种小型基质四面封自动包装机,其主要研究内容和结论如下:(1)基质包装机总体方案设计。为了实现基质的自动化
学位
实例分割作为一种图像理解的重要方法,旨在找到图像中的目标并对目标进行像素级别的分类,在自动驾驶、智能制造、物流自动化等诸多领域有重要应用价值。随着深度学习的快速发展,基于深度学习的实例分割技术得到快速发展。然而,目前的实例分割方法在处理遮挡场景下的目标分割时,效果还不理想,难以满足应用场景的需求。如在机械臂无序抓取物品应用中,目标堆叠放置,存在严重遮挡,现有的实例分割模型容易出现漏检、部分分割以及
学位
协同过滤直至今日仍然在推荐系统领域占有重要地位,是应用极为广泛且可解释性较强的推荐算法。从早先的基于矩阵分解的协同过滤到后来的基于深度学习的协同过滤,它们利用交互信息优化模型而非将交互信息编码进嵌入向量,导致嵌入向量难以捕获协同信息。为了解决此缺点,图神经网络被引入协同过滤任务中,并得到广泛应用。首先,在推荐系统中,现有的基于图卷积网络的协同过滤算法通常假设邻居节点对目标节点只有积极影响,没有考虑
学位
中国是养猪大国,猪的养殖规模和猪肉产量均位居世界前列。猪的健康状况是猪肉产量和质量的重要影响因素,而猪的进食行为是评价猪的健康水平的重要依据,因此,在猪的养殖管理过程中,通过猪的进食行为监测猪的健康水平尤为重要。目前对猪的健康监测主要以人工巡视观察和应用接触式传感器监测为主,人工监测费时费力,且主观性强,容易误判,应用接触式传感器监测,对动物福利有一定损害,且容易因为外部环境变化产生噪声数据。针对
学位
深松铲作为深松整地机中的关键部件,其磨损会增加成本,腐蚀则会降低机械强度,耐磨性与耐腐蚀性已成为影响其作业效率和质量的关键。随着深松铲磨损与腐蚀问题的日益凸显,对其进行耐磨与防腐研究十分必要。本文以深松铲为研究对象,通过引入真空熔覆与激光熔覆技术对深松铲尖制备强化涂层,系统研究了不同熔覆工艺对涂层的微观形貌、物相组成以及耐磨、防腐性能的影响。进一步采用激光熔覆在深松铲尖制备Ni基陶瓷涂层,并对其实
学位