×

模拟赫兹链的高度非线性波动方程的行波和守恒定律。 (英语) Zbl 1376.82061号

摘要:研究了一个高度非线性的四阶波动方程,该方程模拟了具有一般幂律接触相互作用的弱压缩均匀离散链中长波脉冲的连续理论。对于这个波动方程,导出了所有孤立波解和所有非线性周期波解以及所有守恒定律。根据孤立波情况下波幅的渐近值和非线性周期波情况下的波幅峰值,对解进行了显式参数化。在所有情况下,可以使用初等函数以显式解析形式表示解表达式。在这些情况下,还得到了所有解的总能量和总动量的显式表达式。解的推导使用守恒定律和能量分析参数,将波动方程直接简化为可分离的一阶微分方程,该方程根据行波变量确定波幅。该方法可以更广泛地应用于其他高度非线性波动方程。{
©2017美国物理研究所}

MSC公司:

82C22型 含时统计力学中的相互作用粒子系统
35国道25号 非线性高阶偏微分方程的初值问题
35C07型 行波解决方案
35C08型 孤子解决方案
35升65 双曲守恒律
35B40码 偏微分方程解的渐近行为
35B10型 PDE的周期性解决方案
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Nesterenko,V.F.,《颗粒介质中非线性压缩脉冲的传播》,J.Appl。机械。技术物理。,24, 5, 733-743 (1983) ·doi:10.1007/bf00905892
[2] 拉扎里迪,A.N。;Nesterenko,V.F.,《一维颗粒介质中新型孤立波的观测》,J.Appl。机械。技术物理。,26, 3, 405-408 (1985) ·doi:10.1007/bf00910379
[3] Nesterenko,V.F.,《具有异常压缩性且类似于声真空的离散介质中的孤立波》,J.Phys。IV、 第4页,第8页,第729-734页(1994年)·doi:10.1051/jp4:19948112
[4] 辛科维茨,R.S。;Sen,S.,《颗粒柱中的非线性动力学》,Phys。修订稿。,74, 14, 2686 (1995) ·doi:10.1103/physrevlett.74.2686
[5] Nesterenko,V.F。;拉扎里迪,A.N。;Sibiryakov,E.B.,《两个声真空接触时孤子的衰减》,J.Appl。机械。技术物理。,36, 2, 166-168 (1995) ·doi:10.1007/bf02369645
[6] Sen,S。;Sinkovits,R.S.,《不纯颗粒柱中的声传播》,Phys。E版,54、6、6857(1996年)·doi:10.1103/physreve.54.6857
[7] 科斯特,C。;Falcon,E。;Fauve,S.,赫兹接触下珠子链中的孤立波,Phys。E版,56、5、6104-6117(1997)·doi:10.1103/physreve.56.6104
[8] Sen,S。;Manciu,M。;Wright,J.D.,扰动和驱动赫兹链中的孤立脉冲及其在探测掩埋杂质中的可能应用,Phys。E版,57、2、2386(1998年)·doi:10.1103/physreve.57.2386
[9] Chatterjee,A.,弹性球链中孤立波的渐近解,Phys。E版,59、5、5912-5919(1999)·doi:10.1103/physreve.59.5912
[10] 辛奇,E.J。;圣-让,S.,《一系列球因撞击而破碎》,Proc。R.Soc.A,4551989201-3220(1999)·Zbl 0956.74035号 ·doi:10.1098/rspa.1999.0447
[11] Hong,J。;季建勇。;Kim,H.,重力作用下非线性颗粒链的幂律,物理学。修订稿。,82, 15, 3058 (1999) ·doi:10.1103/physrevlett.82.3058
[12] 季建勇。;Hong,J.,颗粒链中孤立波的存在准则,物理学。莱特。A、 260、1、60-61(1999)·Zbl 0955.82011号 ·doi:10.1016/s0375-9601(99)00488-0
[13] Manciu,M。;Sen,S。;Hurd,A.J.,类孤子脉冲在石英珠链中的传播和后向散射以及相关问题。(一) ●●●●。传播,物理学A,274,3,588-606(1999)·doi:10.1016/s0378-4371(99)00371-4
[14] Manciu,M。;Sen,S。;Hurd,A.J.,石英珠链中类孤子脉冲的传播和后向散射及相关问题。(二) ●●●●。后向散射,物理学A,274,3,607-618(1999)·doi:10.1016/s0378-4371(99)00372-6
[15] Sen,S。;Manciu,M.,离散赫兹链和孤立子,Physica A,268,3644-649(1999)·doi:10.1016/s0378-4371(99)00107-7
[16] 哈斯科·E。;Herrmann,H.J.,《含有杂质的非负载珠链的冲击》,《欧洲物理学》。J.B,14,1,183-190(2000)·doi:10.1007/s100510050119
[17] Manciu,M。;Sen,S。;Hurd,A.J.,具有幂律斥力势的耗散和无序链中的脉冲传播,《物理D》,157,3,226-240(2001)·Zbl 0976.82049号 ·doi:10.1016/s0167-2789(01)00302-5
[18] Nesterenko,V.F.,《异质材料动力学》(2001)
[19] Sen,S。;Manciu,M.,《广义赫兹链中的孤立波动力学:运动方程的改进解》,物理学。版本E,64,5,056605(2001)·doi:10.1103/physreve.64.056605
[20] Rosas,A。;Lindenberg,K.,《摩擦颗粒链中的脉冲动力学》,Phys。E版,68、4、041304(2003)·doi:10.103/千年收入68.041304
[21] Rosas,A。;Lindenberg,K.,《颗粒链中的脉冲速度》,Phys。版本E,69,3,037601(2004)·doi:10.1103/physreve.69.037601
[22] Daraio,C。;Nesterenko,V.F。;赫伯德,E.B。;Jin,S.,铁氟龙珠链中的强非线性波,Phys。E版,72016603(2005)·doi:10.1103/physreve.72.016603
[23] 英语,J.M。;Pego,R.L.,关于珠链中的孤波脉冲,Proc。美国数学。《社会学杂志》,1331763-1768(2005)·Zbl 1063.35146号 ·doi:10.1090/S/20002-9939-05-07851-2
[24] Nesterenko,V.F。;Daraio,C。;赫伯德,E.B。;Jin,S.,两种强非线性颗粒介质界面上的反常波反射,Phys。修订稿。,95, 15, 158702 (2005) ·doi:10.1103/physrevlett.95.158702
[25] Daraio,C。;Nesterenko,V.F。;赫伯德,E.B。;Jin,S.,聚合物涂层钢珠链中的强非线性波,Phys。版本E,73,026612(2006)·doi:10.1103/PhysRevE.73.026612
[26] Job,S。;梅洛,F。;Sokolow,A。;Sen,S.,《颗粒链中的孤立波列:实验、理论和模拟》,《颗粒物质》,10,1,13-20(2007)·兹比尔1200.74032 ·doi:10.1007/s10035-007-0054-2
[27] Sokolow,A。;苦味,例如。;Sen,S.,赫兹链中的孤立波列形成,欧罗巴斯。莱特。,77, 2, 24002 (2007) ·doi:10.1209/0295-5075/77/24002
[28] 甄颖,W。;顺进,W。;Z.秀明。;Lei,L.,颗粒介质中的孤立波相互作用,中国。物理学。莱特。,24, 10, 2887 (2007) ·doi:10.1088/0256-307x/24/10/049
[29] 波特,医学硕士。;Daraio,C。;赫伯德,E.B。;Szelengowicz,I。;Kevrekidis,P.G.,周期二聚体颗粒链中的高度非线性孤立波,Phys。E版,77015601(2008)·doi:10.1103/physreve.77.015601
[30] Sen,S。;Hong,J。;Bang,J。;阿瓦洛斯,E。;Doney,R.,《颗粒链中的孤立波》,Phys。众议员,462,2,21-66(2008)·doi:10.1016/j.physrep.2007.10.007
[31] 赫伯德,E.B。;Kim,J。;Nesterenko,V.F。;Wang,S.Y。;Daraio,C.,线性和非线性双原子周期链中的脉冲传播:声频带隙效应,机械学报。,205, 1-4, 85-103 (2009) ·Zbl 1167.74003号 ·doi:10.1007/s00707-009-0163-6
[32] 波特,医学硕士。;Daraio,C。;Szelengowicz,I。;赫伯德,E.B。;Kevrekidis,P.G.,非均匀周期颗粒介质中的高度非线性孤立波,Physica D,238,6,666-676(2009)·Zbl 1160.37410号 ·doi:10.1016/j.physd.2008.12
[33] Rosas,A。;罗梅罗,A.H。;Lindenberg,K.,有无预压缩的o型环链中的脉冲传播,Phys。E版,82、3、031308(2010年)·doi:10.1103/physreve.82.031308
[34] Santibanez,F。;穆尼奥斯,R。;Caussarieu,A。;Job,S。;Melo,F.,赫兹链中孤立波相互作用的实验证据,物理学。版本E,84,2,026604(2011)·doi:10.1103/physreve.84.026604
[35] James,G.,颗粒链中的周期行波和紧子,J.非线性科学。,22, 5, 813-848 (2012) ·Zbl 1254.37048号 ·doi:10.1007/s00332-012-9128-3
[36] Khatri,D。;Ngo,D。;Daraio,C.,圆柱形粒子链中的高度非线性孤立波,颗粒物质,14,1,63-69(2012)·doi:10.1007/s10035-011-0297-9
[37] 斯特凡诺夫,A。;Kevrekidis,P.,关于广义赫兹链孤立行波的存在性,J.非线性科学。,22, 3, 327-349 (2012) ·Zbl 1266.37044号 ·doi:10.1007/s00332-011-9119-9
[38] Y.Takato。;Sen,S.,预压缩颗粒链中的长寿命孤立波,Europhys。莱特。,100, 2, 24003 (2012) ·doi:10.1209/0295-5075/100/24003
[39] 维泰利,V。;van Hecke,M.,《脆弱物质的冲击》,欧罗普提斯。新闻,43,6,36-39(2012)·doi:10.1051/epn/2012606
[40] Hertz,H.,Us ber die berührung faster elastischer körper,J.Reine Angew。数学。,1882, 92, 156-171 ·doi:10.1515/crll.1882.92.156
[41] Spence,D.A.,增量载荷下粘性接触问题的自相似解决方案,Proc。R.Soc.A,305,55(1968)·Zbl 0172.49903号 ·doi:10.1098/rspa.1968.0105
[42] Johnson,K.L.,接触力学(1985)·Zbl 0599.73108号
[43] 约翰逊,P.A。;Jia,X.,非线性动力学、颗粒介质和动态地震触发,《自然》,437871-874(2005)·doi:10.1038/nature04015
[44] Olver,P.,李群在微分方程中的应用(1986)·Zbl 0588.22001
[45] Bluman,G。;切维亚科夫,A。;Anco,S.C.,《对称方法在偏微分方程中的应用》(2010年)·Zbl 1223.35001号
[46] Anco,S.C.,将Noether定理现代形式推广到非变分偏微分方程。即将发表的《应用数学、建模和计算科学的最新进展和现代挑战》(2017)·Zbl 1430.35009号
[47] 南卡罗来纳州安科。;Bluman,G.,从场方程直接构造守恒定律,物理学。修订稿。,78, 2869-2873 (1997) ·Zbl 0948.58015号 ·doi:10.1103/physrevlett.78.2869
[48] 南卡罗来纳州安科。;Bluman,G.,偏微分方程守恒定律的直接构造方法。I.守恒定律分类示例,Eur.J.Appl。数学。,13, 545-566 (2002) ·Zbl 1034.35070号 ·数字对象标识码:10.1017/s095679250100465x
[49] 南卡罗来纳州安科。;Bluman,G.,偏微分方程守恒定律的直接构造方法。二、。一般治疗,欧洲药典。数学。,13, 567-585 (2002) ·Zbl 1034.35071号 ·doi:10.1017/s0956792501004661
[50] 康斯坦丁,A。;斯特劳斯,W.A.,《峰的稳定性》,Commun。纯应用程序。数学。,53, 603-610 (2000) ·Zbl 1049.35149号 ·doi:10.1002/(sici)1097-0312(200005)53:5<603::aid-cpa3>3.3.co;2-c型
[51] 康斯坦丁,A。;Molinet,L.,浅水波方程的整体弱解,Commun。数学。物理。,211, 45-61 (2000) ·Zbl 1002.35101号 ·doi:10.1007/s002200050801
[52] 雷西奥,E。;Anco,S.C.,多峰方程的一般族·Zbl 1507.37090号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。