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应用(3+1)维时空分数阶ZK模型分析复杂尘埃声波。 (英语) Zbl 1430.35252号

摘要:尘埃等离子体是近几十年来发展迅速的一个新的物理领域。尘埃等离子体由于其在空间和地球环境中的重要性而受到广泛关注。尘埃声波是由尘埃质量的惯性产生的,而恢复力是由电子和离子的热压力提供的。自Rao等人首次从理论上报道非磁化尘埃等离子体中的尘埃声波以来,它们已成为研究热点。本文分析了尘埃等离子体中重力场对尘埃声波的激发。根据尘埃等离子体运动的控制方程,采用多尺度分析和摄动方法,得到了(3+1)维ZK模型。由于尘埃等离子体的空间特性,(3+1)维ZK方程比KdV方程和(2+1)维ZK方程更适合描述真实尘埃声波。然后,首次给出了描述非线性尘埃声波分形过程的(3+1)维时空分数ZK(TSF-ZK)方程。为了进一步探索尘埃声波在传播过程中如何改变能量,我们讨论了新模型的守恒定律。此外,我们利用推广的Kudryashov方法研究了(3+1)维TSF-ZK方程的精确解。最后,基于精确解,我们进一步研究了参数k、尘埃粒子电荷性质(Z{d0})、分数阶值(α、β、γ)和θ、温度(T_d)、重力(g)以及碰撞频率(β0)和(β1)的影响尘埃等离子体中重力场对尘埃声波特性的影响。

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35兰特 分数阶偏微分方程
第35季度53 KdV方程(Korteweg-de-Vries方程)
82年第35季度 与统计力学相关的PDE
82D10号 等离子体统计力学
35C08型 孤子解决方案
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