非局域非线性色散方程Cauchy问题的反散射变换
批准号:
12101590
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
罗旭丹
依托单位:
学科分类:
可积系统及其应用
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
罗旭丹
中文摘要
三波共振方程组在水波、内波、等离子物理、非线性光学中具有广泛的应用。耦合非线性薛定谔方程也出现在许多物理环境中,例如:深水波、非线性光学、声学、玻色-爱因斯坦凝聚态。本项目计划应用反散射变换研究一些具有重要物理意义的非线性色散方程在不同边值条件下的初值问题,包括非局域复反时空、非局域实反时空三波共振方程组以及耦合非局域 PT、耦合非局域反时空非线性薛定谔方程,预计应用Riemann-Hilbert方法以及散射数据的对称关系,以最少的数据刻画方程的孤立子解。此外,对于两个非局域三波共振系统,本项目将探索三波在不同时刻的相互作用情况并解释其物理意义。并且,与经典的三波共振方程组所得到的三个波包进行对比,分别从数学和物理两个方面阐述经典的和两个非局域三波共振系统的区别。
英文摘要
The three-wave interaction equations arise widely in applications, including water waves, internal waves, plasma physics and nonlinear optics. The coupled nonlinear Schroedinger equation also appear in many physical contexts, such as deep water waves, nonlinear optics, acoustics and Bose–Einstein condensation. This project plans to employ the inverse scattering transform to study the initial value problems for some physical-important nonlinear dispersive equations with different boundary conditions, including the nonlocal complex and real reverse space-time three-wave equations and the coupled nonlocal PT and reverse space-time nonlinear Schroedinger equations. To derive soliton solutions by minimal data, Riemann-Hilbert methods and symmetries will be applied. In addition, the interaction properties of three envelopes for the classical and two nonlocal three-wave systems will be explained mathematically and physically.
该项目以深水波的周期性波动、波共振和大气内波的发展演化为物理背景,以具有周期位势的非自伴Dirac算子、波共振以及大气内波的数学建模为主要研究内容,综合应用反散射变换、多尺度建模、渐近分析和数值模拟这四种研究工具,将所得结果进行相互比较印证,总结出以周期函数以及受随机噪音影响的周期函数为位势的非自伴Dirac算子谱理论的研究方法;分析了波共振的数学和物理特性;并推导出双向传播、各向同性的大气内波模型,基于不同的初值条件,对其带状结构进行估计,从而为预测带状降雨提供了理论支持和分析方法。
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