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流体和等离子体中二维正则长波方程的孤立波解。 (英语) Zbl 1263.76047号

摘要:本文研究了旋转流中Rossby波和等离子体中漂移波研究中产生的二维正则长波方程的孤立波解。数值解的主要思想是结合边界节点法和模拟方程法。边界节点法是一种无网格边界型径向基函数配置技术。与基本解方法相比,边界节点法使用非奇异一般解代替奇异基本解来获得齐次解。与基本解方法类似,径向基函数通过对偶互易原理来逼近特定解。在本文中,我们应用了模拟方程法的思想。根据模拟方程方法,在相同的边界条件下,将非线性控制算子替换为具有已知基本解的等效非齐次线性算子。此外,为了证明该方法的有效性和准确性,将本文的工作与有限差分格式进行了比较。分析了新方法的局部截断误差和守恒性。给出了单孤子波和双孤子波的若干数值实验结果。

MSC公司:

76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用
76X05型 电磁场中的电离气体流动;浆流
76B25型 不可压缩无粘流体的孤立波
35问题35 与流体力学相关的PDE
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Benjamin,T.B。;博纳,J.L。;Mahony,J.J.,非线性色散系统中长波的模型方程,Philos。事务处理。R.Soc.伦敦。序列号。A、 27247-78(1972)·Zbl 0229.35013号
[2] Chen,W。;Tanaka,M.,仅边界和域型RBF方法的新见解,国际非线性科学杂志。数字。模拟。,1145-152(2000年)·Zbl 0954.65084号
[3] Chen,W。;Tanaka,M.,一种无网格、无集成和仅限边界的RBF技术,计算。数学。申请。,43, 379-391 (2002) ·Zbl 0999.65142号
[4] Chen,W。;沈立杰。;沈志杰。;袁国伟,泊松方程的边界节点法,工程分析。已绑定。元素。,29, 756-760 (2005) ·Zbl 1182.74250号
[5] 陈伟,《对称边界节点法》,《工程分析》。已绑定。元素。,26, 489-494 (2002) ·Zbl 1006.65500号
[6] Dag,I.,正则长波方程的最小二乘二次B样条有限元法,计算。方法力学。工程师。,182, 205-215 (2000) ·Zbl 0964.76042号
[7] 达格,I。;萨卡,B。;Irk,D.,《使用五次B样条函数数值求解RLW方程的Galerkin方法》,J.Compute。申请。数学。,190, 532-547 (2006) ·Zbl 1086.65094号
[8] Dehghan,M.,解决某些光电器件建模和设计中出现的问题的有限差分程序,数学。计算。模拟,71,16-30(2006)·Zbl 1089.65085号
[9] Dehghan,M.,关于结合Neumann和波动方程积分条件的初边值问题的解,Numer。偏微分方程方法,21,24-40(2005)·Zbl 1059.65072号
[10] Dehghan,M.,受非经典边界规范约束的一维抛物方程的计算研究,数值。偏微分方程方法,22,220-257(2006)·兹比尔1084.65099
[11] Dehghan,M.,受边界积分规范约束的一维热方程,混沌孤子分形,32661-675(2007)·Zbl 1139.35352号
[12] Dehghan,M。;Shokri,A.,使用径向基函数求解二维sine-Gordon方程的数值方法,数学。计算。模拟,79,700-715(2008)·兹比尔1155.65379
[13] M.Dehghan,H.Hosseinzadeh,基于复空间doi:10.1016/j.apm.2011.07.036的边界元法二维奇异积分和近奇异积分的计算;M.Dehghan,H.Hosseinzadeh,基于复空间doi:10.1016/j.apm.2011.07.036的边界元法二维奇异积分和近奇异积分的计算·Zbl 1236.65148号
[14] Djidjeli,K。;价格,W.G。;特威泽尔,E.H。;Cao,Q.,一些模型方程的线性化隐式伪谱方法——正则长波方程,Commun。数字。方法。工程师。,19, 847-863 (2003) ·Zbl 1035.65110号
[15] 艾尔贝克,J.C。;McGuire,G.R.,RLW方程的数值研究I:数值方法,J.Compute。物理。,19, 43-57 (1975) ·Zbl 0325.65054号
[16] 艾尔贝克,J.C。;McGuire,G.R.,正则长波方程的数值研究:II孤立波的相互作用,J.Comput。物理。,23, 63-73 (1977) ·Zbl 0361.65100号
[17] 郭斌。;Cao,W.M.,RLW方程带约束算子的傅里叶伪谱方法,J.Compute。物理。,74110-126(1988年)·兹伯利0684.65097
[18] Goldstein,J。;Kajikiya,A。;Oharu,S.,关于几个空间变量中的非线性色散方程,微分-积分方程,3617-632(1990)·Zbl 0735.35103号
[19] Helal,M.A.,一些非线性偏微分方程的孤子解及其在流体力学中的应用,混沌孤子分形,131917-1929(2002)·Zbl 0997.35063号
[20] 霍顿,W。;长谷川,A.,等离子体和流体的准二维动力学,混沌,4227-251(1994)
[21] 尊敬的Y.C。;Chen,W.,《复杂几何条件下二维和三维亥姆霍兹和对流扩散问题的边界节点法》,国际数值杂志。方法。工程,561931-1948(2003)·Zbl 1072.76048号
[22] Huang,Z.,关于二维RLW方程的Cauchy问题,应用。数学。机械。,23, 159-164 (2002)
[23] Jin,B。;Zheng,Y.,非齐次Helmholtz方程Cauchy问题的边界节点法,工程分析。已绑定。元素。,29, 925-935 (2005) ·Zbl 1182.65179号
[24] Jin,B。;Chen,W.,基于测地距离的各向异性问题边界节点法,J.Compute。物理。,215, 614-629 (2006) ·Zbl 1093.65116号
[25] 胡世平。;风扇,C.M。;Young,D.L.,《求解管内熔融聚合物流动传热的无网格模拟方程法》,《国际传热与传质杂志》,53,2240-2247(2010)·Zbl 1190.80013号
[26] Katsikadelis,J.T.,《模拟方程法——基于BEM的强大求解技术,用于解决线性和非线性工程问题》,(Brebbia,C.A.,边界元方法十六(1994),CLM出版物:CLM出版物南安普敦),167·Zbl 0813.65124号
[27] Katsikadelis,J.T。;Nerantzaki,M.S.,《非线性问题的边界元法》,《工程分析》。已绑定。元素。,23, 365-373 (1999) ·Zbl 0945.65132号
[28] Katsikadelis,J.T。;Tsiatas,G.C.,《用模拟方程法对非均匀正交异性膜进行非线性动力学分析》,《工程分析》。已绑定。元素。,27, 115-124 (2003) ·Zbl 1080.74559号
[29] Katsikadelis,J.T.,用无网格模拟方程法(MAEM)求解非均匀各向异性体中的二维弹性静力问题,工程师分析。已绑定。元素。,32, 997-1005 (2008) ·Zbl 1244.74220号
[30] Katsikadelis,J.T.,《模拟方程法》,《一般物体非线性静态和动态问题的仅有边界的积分方程法》。申请。机械。,27, 13-38 (2002) ·Zbl 1051.74052号
[31] Katsikadelis,J.T.,多项分数阶微分方程的数值解,ZAMM,89593-608(2009)·兹比尔1175.26013
[32] Katsikadelis,J.T。;Nerantzaki,M.S.,肥皂泡问题的边界元解,计算。机械。,27, 154-159 (2001) ·Zbl 0980.65142号
[33] Katsikadelis,J.T.,《无网格模拟方程法:I.椭圆偏微分方程的解》,Arch。申请。机械。,79, 557-578 (2009) ·Zbl 1264.74283号
[34] Katsikadelis,J.T.,有界非均匀各向异性介质中的分数波扩散方程。AEM解决方案,(Manolis,G.D.;Polyzos,D.,《边界元方法的最新进展:纪念Dimitri Beskos教授的卷》(2009),施普林格科学:施普林格科技,荷兰多德雷赫特),255-276·Zbl 1161.74509号
[35] 川原,T。;荒木,K。;Toh,S.,正则长波方程的二维局域脉冲的相互作用,物理学。D、 59、79-89(1992)·Zbl 0810.35011号
[36] Khalifa,A.K。;Raslan,K.R。;Alzubaidi,H.M.,MRLW与孤立波相互作用的有限差分格式,应用。数学。计算。,189, 346-354 (2007) ·Zbl 1123.65085号
[37] 林,J。;谢,Z。;Zhou,J.,正则长波方程的高阶紧致差分格式,Comm.Numer。方法工程,23,135-156(2007)·Zbl 1111.65074号
[38] Mirzaei,D。;Dehghan,M.,基于无网格的积分方程求解方法,应用。数字。数学。,60, 245-262 (2010) ·Zbl 1202.65174号
[39] Mirzaei,D。;Dehghan,M.,用MLS在时间和空间域中作为试验近似值的瞬态热传导问题的MLPG方法,工程和科学中的计算机建模,CMES,72,185-210(2011)·Zbl 1231.80047号
[40] Prahovic,M.G。;哈泽尔廷,R.D。;Morrison,P.J.,非线性等离子体流体方程组的精确解,物理学。流体B,4831-840(1992)
[41] Peregrine,D.H.,《波状孔发展的计算》,《流体力学杂志》。,25, 321-330 (1966)
[42] 萨卡,B。;Dag,I.,使用四次B样条函数用Galerkin方法对RLW方程进行数值求解,Comm.Numer。方法工程,241339-1361(2008)·兹比尔1156.65085
[43] Shokri,A。;Dehghan,M.,使用径向基函数数值求解正则长波方程的无网格方法,Numer。偏微分方程方法,26807-825(2010)·Zbl 1195.65142号
[44] 尚,Y。;Niu,P.,RLW方程和SRLW方程在两个空间维度上的显式精确解,数学。申请。,11, 1-5 (1988) ·Zbl 0935.35161号
[45] 苏,X.N。;霍顿,W。;莫里森,P.J.,《非均匀等离子体中的漂移波涡旋》,《物理学》。流体B,3921-930(1991)
[46] Tatari,M。;Dehghan,M.,《利用径向基函数求解非局部抛物型偏微分方程》,应用。数学。型号。,33, 1729-1738 (2009) ·Zbl 1168.65403号
[47] 田,B。;李伟(Li,W.)。;Gao,Y.T.,关于流体和等离子体中的二维正则长波方程,机械学报。,160, 235-239 (2003) ·Zbl 1064.76018号
[48] K.Wiklund,Hasegawa-Mima相关方程哈密顿族中的非线性波相互作用,收录于:第27届控制EPS会议。融合与等离子体物理学。,布达佩斯24B,2000年,第1280-1283页。;K.Wiklund,Hasegawa-Mima相关方程哈密顿族中的非线性波相互作用,收录于:第27届控制EPS会议。融合与等离子体物理学。,布达佩斯24B,2000年,第1280-1283页。
[49] 王,Q。;黄,M.,规则长波方程上孤立波的数值模拟,科学学报。国立吉林纳斯大学,3,1-13(1997)·Zbl 0988.65517号
[50] Wang,F。;Chen,W。;Xi Jiang。,边界节点法正则化技术的研究,国际J·数值。方法。生物识别。工程师。,26, 1868-1877 (2010) ·Zbl 1208.65173号
[51] Wazwaz,A.M.,偏微分方程和孤立波理论(2009),Springer:Springer纽约·Zbl 1175.35001号
[52] Wazwaz,A.M.,RLW和phi-four方程非线性变量的分析研究,Commun。非线性科学。数字。模拟。,12, 314-327 (2007) ·Zbl 1109.35099号
[53] 郑宏,H.,关于二维RLW方程的柯西问题,应用。数学。机械。,23, 169-177 (2002) ·Zbl 1010.35093号
[54] Zhang,L.,广义正则长波方程的有限差分格式,应用。数学。计算。,168, 962-972 (2005) ·Zbl 1080.65079号
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