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有限深度分层大气中代数重力孤立波的ZK-ILW方程及飑线形成机制研究。 (英语) Zbl 1416.86008号

摘要:代数重力孤立波的研究是一个前沿领域,在物理、海洋学、气象学等领域具有重要的实用价值和理论价值\)维度模型很少被考虑。本文从非稳态平衡方程出发,利用多尺度分析和摄动方法,在有限深度分层大气中导出了一个新的ZK-ILW方程,这是首次得到的。该模型可以简化为ZK-BO模型((h\rightarrow\infty)和ZK模型((h \rightArrow0)),是上述两个模型的推广。为了进一步了解代数重力孤立波的性质,我们用试函数方法得到了ZK-ILW方程的解析解,并讨论了守恒定律。此外,还研究了代数重力孤立波的裂变过程,可以判断飑线的可能形成机制之一是代数重力孤波的裂变。

MSC公司:

86A10美元 气象学和大气物理学
76B25型 不可压缩无粘流体的孤立波
35克35 与流体力学相关的PDE
76B15号机组 水波、重力波;色散和散射,非线性相互作用
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Fritts,D.C.,《中层大气中重力波饱和过程、影响和变化的综述》,PAGEOPH,130343-371(1989)
[2] 张瑞光。;Yang,L.G。;宋,J。;Yang,H.L.,(2+1)维完全科里奥利力Rossby波及其同伦摄动法解,计算。数学。申请。,73, 1996-2003 (2017) ·Zbl 1371.86021号
[3] Le,K.C。;Nguyen,L.T.K.,由Boussinesq方程控制的水波振幅调制,非线性动力学。,81, 659 (2015) ·Zbl 1347.76009号
[4] Yang,J.Y。;马,W.X。;Qin,Z.Y.,(2+1)维伊藤方程的集总解和集总解,Ana。数学。物理学。(2017)
[5] Zhang,J.B。;Ma,W.X.,BKP方程的混合集总扭结解,计算。数学。申请。,74, 591-596 (2017) ·Zbl 1387.35540号
[6] 赵洪秋。;Ma,W.X.,KP方程的混合集总扭结解,计算。数学。申请。,74, 1399-1405 (2017) ·Zbl 1394.35461号
[7] 马,W.X。;黄,T.W。;Zhang,Y.,非线性微分方程的多重显式方法及其应用,Phys。Scr.、。,82, 065003 (2010) ·Zbl 1219.35209号
[8] 马,W.X。;朱振南,用多重消去函数算法求解(3+1)维广义KP和BKP方程,应用。数学。计算。,218, 11871-11879 (2012) ·Zbl 1280.35122号
[9] 杨洪伟。;徐振华。;Yang,D.Z。;冯,X.R。;Dong,H.H.,三维Rossby孤立波的ZK-Burgers方程及其解以及啁啾效应,Adv.Difference Equ。,2016, 167 (2016) ·Zbl 1419.35180号
[10] Parker,A.,《中长波方程的周期解:非线性叠加原理》,J.Phys。A: 数学。Gen.,252005-2032(1991)·Zbl 0762.76010号
[11] 马,W.X。;Yong,X.L。;张海清,(2+1)维伊藤方程相互作用解的多样性,计算。数学。申请。,75, 289-295 (2018) ·Zbl 1416.35232号
[12] Xu,X.X.,变形降阶半离散Kaup-Newell方程,相关的可积族和Darboux变换,Appl。数学。计算。,251, 275-283 (2015) ·Zbl 1328.37054号
[13] 赵庆林。;李晓云。;Liu,F.S.,两个可积格族及其Darboux变换,应用。数学。计算。,219, 5693-5705 (2013) ·Zbl 1288.37023号
[14] 嘉宾,F.M。;Reeder,M.J.,在麦格理岛J.Atmos上空平流层下部观测到的惯性重力波。科学。,57, 737-752 (2000)
[15] Derek,J.P.,《深对流飑线对云微物理参数变化敏感性的贝叶斯检验》,J.Atmos。科学。,73, 637-665 (2016)
[16] Ma,W.X.,一种改进的不变子空间方法及其在演化方程中的应用,科学。中国数学。,55, 1769-1778 (2012) ·Zbl 1263.37071号
[17] 马,W.X。;Liu,Y.P.,一类色散演化方程的不变子空间和精确解,Commun。非线性科学。数字。模拟。,17, 3795-3801 (2012) ·Zbl 1250.35057号
[18] 韦斯,J。;Tabor,M。;Caracval,G.,《偏微分方程的Painlevé性质》,J.Math。物理。,24, 522-526 (1983) ·Zbl 0514.35083号
[19] P.R.Gordoa。;Pickering,A。;Zhu,Z.N.,《关于矩阵Painlevé层次结构》,《微分方程》,2611128-1175(2016)·Zbl 1352.34116号
[20] Xu,X.X.,MKdV-可积系统的可积层次,其哈密顿结构和相应的非等谱可积层次。应用。数学。计算。,216, 344-353 (2010) ·Zbl 1188.37065号
[21] 马,W.X。;Abdejabbar,A.,(3+1)维广义KP方程的Bäcklund变换,Appl。数学。莱特。,12, 1500-1504 (2012) ·Zbl 1248.37070号
[22] Guo,X.R.,关于非线性变系数方程的双线性表示和无穷守恒律,应用。数学。计算。,248531-535(2014)·Zbl 1338.37085号
[23] Khalique,C.M。;Magalakwe,G.,《组合sinh-cosh-Gordon方程:对称约化、精确解和守恒定律》,Quaest。数学。,37, 199 (2014) ·Zbl 1397.35152号
[24] Dong,H.H。;Zhao,K。;Yang,H.W。;李永清,孤子理论中可积系统的广义(2+1)维超MKdV族,东亚应用杂志。数学。,51256-272(2015年)·Zbl 1457.35054号
[25] 马,W.X。;Lee,J.H.,(3+1)维Jimbo-Miwa方程的变换有理函数方法和精确解,混沌孤子分形,421356-1363(2009)·Zbl 1198.35231号
[26] Yang,H.W。;Yang,D.Z。;Shi,Y.L。;Jin,S.S.,代数Rossby孤立波与地形和大气阻塞的相互作用,Dyn。大气。《海洋》,71,21-34(2015)
[27] Ono,H.,在分析多组Pn输运方程的谱元法中应用的不同试验形状函数的评估,Ann.Nucl。能源,103,147-156(2017)
[28] 赵庆林。;Wang,X.Z.,(3乘3)离散矩阵谱的可积耦合系统,应用。数学。计算。,216, 730-743 (2010) ·Zbl 1190.37063号
[29] Zhang,Y。;Dong,H.H。;张,X.E。;Yang,H.W.,广义(3+1)维浅水型方程的有理解和集总解,计算。数学。申请。,73, 246-252 (2017) ·Zbl 1368.35240号
[30] Wang,X.Z。;Dong,H.H。;Li,Y.X.,Lax可积系统的一些约化和theri哈密顿结构,应用。数学。计算。,218, 10032-10039 (2012) ·Zbl 1254.37047号
[31] 李晓云。;赵庆林。;李玉霞。;Dong,H.H.,与离散矩阵谱问题相关的二元bargmann对称约束,非线性科学杂志。申请。,8, 496-506 (2015) ·Zbl 1327.35335号
[32] Ma,W.X.,《离散演化方程的对称性和伴随对称性守恒定律》,《对称性》,第7714-725页(2015)·Zbl 1381.37080号
[33] 李晓云。;李玉霞。;Yang,H.X.,Liouville积分格方程的两个族,应用。数学。计算。,217, 8671-8682 (2011) ·Zbl 1222.37079号
[34] Tang,L.Y。;Fan,J.C.,一类liouville可积晶格方程及其守恒定律,应用。数学。计算。,217, 1907-1912 (2010) ·Zbl 1202.39005号
[35] Y.Kodama。;Ablowitz,M.J。;Satsuma,J.,非线性中长波方程的正散射和逆散射问题,J.Math。物理。,23, 564-576 (1982) ·兹比尔04835004
[36] Miloh,T.,《关于中长波方程的周期解和孤立波解》,J.流体力学。,211, 617-627 (1990) ·Zbl 0686.76013号
[37] 奥斯本,A.R。;Burch,T.L.,《安达曼海中的内部孤子》,科学,208,451(1980)
[38] Liu,A.K。;霍尔布鲁克,J.R。;Apel,J.R.,《苏鲁海非线性内波演化》,J.Phys。海洋学家。,15, 1613 (1985)
[39] 克里斯蒂·D·R。;Muirhead,K。;Hales,A.,《关于深水中的孤立波》,J.流体力学。,35, 805 (1978)
[40] Ono,H.,分层流体中的代数孤立波,J.Oceanogr。Soc.Jpn.公司。,39, 1082-1091 (1975) ·Zbl 1334.76027号
[41] Abdelouhab,L。;博纳,J.L。;费兰德,M。;Saut,J.C.,非线性色散波的非局部模型,Physica D,40,360-392(1989)·Zbl 0699.35227号
[42] 久保田,T。;Ko,D.R.S。;Dobbs,L.D.,有限深度分层流体中的弱非线性长内部重力波,J.Hydrol。,12, 157-165 (1978)
[43] Satsuma,J。;Ablowitz,M.J。;Kodama,Y.,关于描述有限深度分层流体的内波方程,Phys。莱特。,73A,283-286(1979)
[44] Kalisch,H.,深水界面毛细管重力波模型方程的推导和比较,数学。计算。模拟,74168-178(2007)·Zbl 1108.76018号
[45] Yang,H.W。;尹,B.S。;Shi,Y.L。;Wang,Q.B.,作为有限深度流体中地形产生的Rossby孤立波模型的强制ILW-Burgers方程,J.Appl。数学。,2012, 491343 (2012) ·Zbl 1267.35080号
[46] 安托诺,M。;Colagrossi,A.,粘性重力波的阻尼,波动,50197-209(2013)·兹比尔1360.76078
[47] Tepper,M.,《关于通过向简单电流系统脉冲添加动量来生成压力跃变线》,J.Meteorol。,13, 287-297 (1955)
[48] Li,M.C.,斜压大气飑线的非线性演变过程和K-dV方程,J.Meteorol。,8, 143-152 (1984)
[49] 徐琼,层结大气中的惯性孤立波和飑线的非线性过程形式,科学。罪。B、 187-97(1983)
[50] Yang,H.W。;赵庆芳。;尹,B.S。;Dong,H.H.,深部旋转流体中具有地形效应的Rossby孤立波的一个新的积分-微分方程,Absr。申请。分析。,597807, 1 (2013) ·Zbl 1432.76067号
[51] 马查多,J.A.T。;Lopes,A.M.,足球动力学的多维标度分析,应用。数学。型号。,45, 642-652 (2017) ·Zbl 1446.62338号
[52] 季秋霞。;Wand,C.G。;Tao,H.F.,充气梁弯曲多尺度褶皱分析,国际力学杂志。科学。,126, 1-11 (2017)
[53] 阿亚提,Z。;Biazar,J.,《同伦摄动法的收敛性》,J.埃及。数学。Soc.,23,424-428(2015)·Zbl 1328.65112号
[54] 米尔扎扎德,M。;Ayati,Z.,Burgers方程组的Now同态微扰方法,Alexandria Eng.J.,551619-1624(2016)
[55] Ma,W.X.,《扰动三角系统的双哈密顿公式》,J.Math。物理。,43, 1408-1421 (2002) ·Zbl 1059.37052号
[56] Anjan,B.,广义Zakharov-Kuznetsov修正等宽方程的拓扑和非拓扑孤子,Internat。J.理论。物理。,48, 2698-2703 (2009) ·兹比尔1187.81098
[57] 陶善英,《中国的暴雨》(1980),科学出版社
[58] 新泽西州扎巴斯基。;Kruskal,M.D.,无碰撞等离子体中孤子的相互作用和初始状态的重现,物理学。修订稿。,15, 240-243 (1963) ·Zbl 1201.35174号
[59] Lax,P.D.,微分方程、差分方程和矩阵理论,Comm.Pure Appl。数学。,21, 467-490 (1968) ·Zbl 0162.41103号
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