×

分层流体中具有耗散效应的Rossby孤立波的时间分割广义Boussinesq方程和守恒定律以及精确解。 (英语) Zbl 1426.76721号

摘要:构建描述Rossby孤立波的分数阶模型可以为理解分层流体中Rossby孤波的泛化和演化提供更显著的效果和更深入的见解。本文从具有耗散效应和完全科里奥利力的准营养涡度方程出发,基于多尺度分析和摄动方法,导出了描述分层流体中Rossby孤立波的经典广义Boussinesq方程。进一步,利用约化摄动法、半逆法和Agrawal法,导出了经典广义Boussinesq方程的欧拉-拉格朗日方程,得到了时间分数阶广义Bousinsesq方程。在不考虑耗散效应的情况下,利用李群分析方法,给出了时间分数阶Boussinesq方程的守恒定律。最后,借助改进的(G'/G)展开法,得到了上述方程的精确解。同时,为了考虑耗散效应,我们必须采用新的迭代方法来推导近似解。我们注意到分数阶模型可以为更好地理解流体中的波打开一个新窗口。

理学硕士:

76U65型 罗斯比波
第35季度53 KdV方程(Korteweg-de-Vries方程)
35C08型 孤子解决方案
35问题35 与流体力学相关的PDE
86年第35季度 与地球物理相关的PDE
35兰特 分数阶偏微分方程
86A05型 水文学、水文学、海洋学
86A10美元 气象学和大气物理学
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 宋,J。;Yang,L.G.,具有INI正压流体效应的孤立波的修正kdv方程,中国。物理学。B.,18,2873-2877(2009)
[2] 孟,L。;Keli,L.U.,局域强迫激发的非线性长波扰动,中国。J.计算。物理。,17, 259-268 (2000)
[3] Yang,L。;Da,C。;Song,J.,中国正压流体中具有线性地形的Rossby波。J.海洋。柠檬醇。,26, 334-338 (2008)
[4] Benjamin,T.B.,《一种新的孤立波》,J.Fluid。机械。,245, 401-411 (2006) ·Zbl 0779.76013号
[5] 罗,D.,大气中的代数孤立Rossby波,《气象学报》。罪。,49, 268-277 (1991)
[6] Dong,H.H。;郭斌。;Yin,B.S.,具有自洽源的NLS-MKdv体系哈密顿结构的广义分数超迹恒等式,Ana。数学。物理。,6, 199-209 (2016) ·Zbl 1339.37051号
[7] 黄,L。;Chen,Y.,Drinfeld-Sokolov-Satsuma-Hirota系统的非局部对称性和相似性约简,应用。数学。莱特。,64, 177-184 (2017) ·Zbl 1353.35023号
[8] Kilbas,A.A。;Srivastava,H.M。;Trujillo,J.J.,分数阶微分方程的理论与应用,分形。计算应用程序。分析。,9, 71-75 (2006) ·Zbl 1092.45003号
[9] 尹,C。;Cheng,Y。;Bai,Z.,三维分数阶非线性系统自适应滑模技术的分数阶开关型控制律设计,复杂性。,21, 363-373 (2015)
[10] Bai,Z。;董,X。;Yin,C.,具有混合边界条件的脉冲非线性分数阶微分方程的存在性结果,有界。价值。问题。,1, 63-74 (2016) ·Zbl 1407.34006号
[11] Wang,Z.,时滞分数阶微分方程的数值方法,J.Compute。申请。数学。,2, 707-724 (2013) ·Zbl 1266.65118号
[12] 崔,Y。;Zou,Y.,具有耦合四点边值问题的非线性分数阶微分系统的存在性结果和单调迭代技术,文摘。申请。分析。,41, 1-6 (2014) ·兹比尔1472.34037
[13] 马,W.X。;Zhou,Y.,通过hirota双线性形式求解非线性偏微分方程的块解,J.Differ。等于。,264, 2633-2659 (2018) ·Zbl 1387.35532号
[14] Yang,H.W。;Xu,Z.H。;Yang,D.Z.,ZK-burgers三维Rossby孤立波方程及其解以及啁啾效应,Adv.Differ。等于。,167, 1-22 (2016) ·Zbl 1419.35180号
[15] 马,W.X。;A.,S.,孤子层次的三角曲线和代数几何解i,Proc。R.Soc.A,47320170232(2017)·Zbl 1404.35392号
[16] Bai,Z。;张,S。;Sun,S.,分数阶微分方程的单调迭代法,电子。J.Diff.Eq.,2016,1-8(2016)·Zbl 1329.34051号
[17] 崔勇,分数阶微分方程边值问题解的唯一性,应用。数学。莱特。,51, 48-54 (2016) ·Zbl 1329.34005号
[18] 马,W.X。;黄,T。;Zhang,Y.,非线性微分方程的多重显式方法及其应用,Phys。Scr.、。,82, 5468-5478 (2010) ·Zbl 1219.35209号
[19] 刘,Q。;Jian,Y。;Yang,L.,Jeffreys流体通过狭缝微通道的交流电渗透流,Phys。流体,23,381-391(2011)·Zbl 1308.76327号
[20] 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
[21] 卡拉·A·H。;Mahomed,F.M.,Noether型对称性和通过部分拉格朗日守恒定律,非线性动力学。,45, 367-383 (2006) ·Zbl 1121.70014号
[22] Johnpillai,A.G。;Khalique,C.M.,具有时间相关系数的KDV方程的守恒定律,Commun。非线性科学。,16, 3081-3089 (2011) ·Zbl 1219.35236号
[23] P.J.Olver,李群在微分方程中的应用。第107卷。施普林格科学与商业媒体,2000年。;P.J.Olver,李群在微分方程中的应用。第107卷。Springer科学与商业媒体,2000年·Zbl 0937.58026号
[24] 弗雷德里克,G.S.F。;Torres,D.F.M.,《变分法分数问题的noethers定理公式》,J.Math。分析。申请。,334, 834-846 (2007) ·Zbl 1119.49035号
[25] Malinowska,A.B.,多维拉格朗日数分数noether型定理的公式,应用。数学。莱特。,25, 1941-1946 (2012) ·Zbl 1259.49005号
[26] Odzijewicz,T。;Malinowska,A.B。;Torres,D.F.M.,变阶分数阶变分问题的Noethers定理,Cent。《欧洲物理学杂志》。,11, 691-701 (2013)
[27] 布尔丁,L。;克雷松,J。;Greff,I.,一个连续/离散分数阶noethers定理,Commun。农林。科学。数字。模拟。,18, 878-887 (2013) ·Zbl 1328.70013号
[28] Taghizadeh,N。;米尔扎扎德,M。;Farahrooz,F.,用第一积分法求非线性薛定谔方程的精确解,J.Math。分析。申请。,374, 549-553 (2011) ·Zbl 1202.35308号
[29] 公司,M。;Kilic,B.,一些广义非线性色散演化系统的孤子结构,Proc。罗马学院。序列号。A.,16,430-436(2015)
[30] Bekir,A。;Aksoy,E.,非线性分数阶微分方程的广义分数阶子方程方法,AIP。确认程序。,1611, 78-83 (2014)
[31] Gurefe,Y。;Misirli,E。;Sonmezoglu,A.,广义非线性偏微分方程的扩展试验方程法,应用。数学。计算。,219, 5253-5260 (2013) ·Zbl 1284.35371号
[32] 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。下巴。数学。,55 (2012), 1796-1778 ·Zbl 1263.37071号
[33] Ma,W.X.,孤立子层次的三角曲线和代数几何解II,Proc。R.Soc.A,47320170233(2017)·兹比尔1404.35393
[34] Yang,J.Y。;Ma,W.X.,KP方程的丰富相互作用解,Nonlin。动态。,891539-1544(2017)
[35] 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
[36] Tang,L.Y。;Fan,J.C.,《Liouville可积晶格方程族及其守恒定律》,应用。数学。计算。,217, 1907-1912 (2010) ·Zbl 1202.39005号
[37] Jian,Y。;Yang,L。;刘琼,通过微环的时间周期电渗流,物理学。流体。,22, 1084-1093 (2010) ·Zbl 1188.76065号
[38] 马,W.X。;Yong,X。;张海清,(2+1)维ito方程相互作用解的多样性,计算。数学。申请。(2017)
[39] He,J.H.,变系数非线性偏微分方程的变分原理,混沌。索利顿。分形。,19, 847-851 (2004) ·Zbl 1135.35303号
[40] Agrawal,O.P.,分数阶最优控制问题的一般公式和解决方案,Nonlin。动态。,38, 323-337 (2004) ·Zbl 1121.70019号
[41] 王,G。;Xu,T.,非线性时间分数阶KDV方程的对称性和显式解,界。价值问题。,1, 1-13 (2013) ·Zbl 1293.22006年
[42] Lukashchuk,S.Y。;Makunin,A.V.,带源项的非线性时间分数阶扩散方程的群分类,应用。数学。计算。,257, 335-343 (2014) ·Zbl 1338.35472号
[43] 萨胡,S。;Ray,S.S.,时间分数阶修正KDV方程的孤立波解,使用两种可靠技术\(g)′/(g)\)-展开法和改进的\(g。A.,448,265-282(2016)·Zbl 1400.35204号
[44] 易卜拉欣,H。;Ayoo,P.V.,使用新迭代方法的volterra积分微分方程组的逼近,Int.J.Mol.Sci。,4, 332-336 (2015)
[45] Pedlosky,J.,地球物理流体动力学(1979),Springer:Springer New York·Zbl 0429.76001号
[46] A.A.Kilbas,H.M.Srivastava,J.J.Trujillo,分数阶微分方程的理论与应用,2006,204,2453-2461。;A.A.Kilbas,H.M.Srivastava,J.J.Trujillo,分数阶微分方程的理论与应用,2006,204,2453-2461·Zbl 1092.45003号
[47] Podlubny,I.,分数微分方程(1999),学术版。出版社:学术版。按San。迭戈·Zbl 0918.34010号
[48] Samko,S.G。;Kilbas,A.A。;Marichev,O.I.,《分数阶积分与导数:理论与应用》(1998),Gordon and Breach:Gordon与Breach纽约
[49] 加齐佐夫,R.K。;Kasatkin,A.A。;Lukashchuk,S.Y.,分数阶微分方程的连续变换群,Vestn。乌斯托。,9, 125-135 (2007)
[50] 新罕布什尔州伊布拉基莫夫,《一个新的守恒定理》,J.Math。分析。申请。,333, 311-328 (2007) ·Zbl 1160.35008号
[51] 伊布拉基莫夫,N.H.,非线性自共轭和守恒定律,J.Phys。A.数学。理论。,44, 432002 (2011) ·Zbl 1270.35031号
[52] Lukashchuk,S.Y.,时间分数次扩散和扩散波方程的守恒定律,非线性动力学。,80, 1-12 (2015)
[53] 拉希迪,S。;Hejazi,S.R.,分数阶Boussinesq方程的对称性、相似性约简和精确解,国际几何杂志。方法。M.,14,1750083(2017)·Zbl 1366.35225号
[54] 苏,W.H。;杨晓杰。;Jafari,H.,局部分数微分算子内康托集波动方程的分数复变换方法,Adv.Differ。等于。,97, 1-8 (2013) ·Zbl 1380.35163号
[55] Gner,O。;Bekir,A。;Cevikel,A.C.,时间分数阶Cahn-Allen方程的各种精确解,《欧洲物理学》。J.Plus,130,1-13(2015)
[56] Yang,J.Y。;马,W.X。;Qin,Z.,(2+1)维ITO方程的块状和块状孤子解,分析。数学。物理。,1, 1-10 (2017)
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。