非线性变式Boussinesq方程的行波解及其分支研究（英文）

研究了非线性变式Boussinesq方程.利用平面动力系统分支理论得到了其行波系统的相图,并给出了孤立波解和扭波解的精确表达式.此外,还得到了参数β变化时孤立波解的动力学性质.

非线性变延迟微分方程隐式Euler方法的数值稳定性

在减弱对非线性刚性变延迟微分方程初值问题本身的约束条件的前提下 ,将已有的文献中隐式Euler方法数值稳定性的结论由常延迟的情形推广到了变延迟的情形 。

非线性变延迟微分方程隐式Euler法的渐近稳定性

本文讨论非线性变延迟微分方程隐式 Euler法的渐近稳定性。我们证明 ,在方程真解渐近稳定的条件下 ,隐式 Euler法也是渐近稳定的。

非线性“Good”Boussinesq方程的显式多辛格式

对非线性"Good"Boussinesq方程的一个多辛方程组进行数值离散,导出方程的离散多辛守恒律,得到一个与此数值离散方法等价的,新的7点显式多辛格式.通过孤立波的数值模拟试验表明,所构造格式既能很好地模拟单孤立波运动的波形,又能很好地模拟双孤立波的碰撞过程,可有效地模拟原孤立波的时间演化,具有长时间的数值稳定性.

Boussinesq方程的新显式精确行波解

借助计算机代数系统 Mathematica,利用双函数法和吴文俊消元法 ,获得 Boussinesq方程的多组新的显式精确行波解 ,包括孤波解和周期性解 。

两类非线性波方程的近似解法

利用变分迭代原理和同伦理论分别讨论了一类Kle in-Cordon方程和Boussinesq方程。在适当的条件下,较简捷地得出了这两类非线性波方程的近似解。为研究一些类型的偏微分方程提供了有效的途径。

关于Boussinesq型水波方程理论和应用研究的综述

Boussinesq型方程是研究水波传播与演化问题的重要工具之一,本文就1967-2018年常用的Boussinesq型水波方程从理论推导和数值应用两个方面进行了回顾,以期推动该类方程在海岸(海洋)工程波浪水动力方向的深入研究和应用。此类方程推导主要从欧拉方程或Laplace方程出发。在一定的非线性和缓坡假设等条件下,国内外学者建立了多个Boussinesq型水波方程,并以Stokes波的相关理论为依据,考察了这些方程在相速度、群速度、线性变浅梯度、二阶非线性、三阶非线性、波幅离散、速度沿水深分布以及和(差)频等多方面性能的精度。将Boussinesq型水波方程分为水平二维和三维两大类,并对主要Boussinesq型水波方程的特性进行了评述。进而又对适合渗透地形和存在流体分层情况下的Boussinesq型水波方程进行了简述与评论。最后对这些方程的应用进行了总结与分析。

关于波浪Boussinesq方程的研究

对有关波浪 Boussinesq方程的研究成果进行了系统的归纳总结和评述 。

适合复杂地形的高阶Boussinesq水波方程

针对海底坡度较大（量阶为Ｏ（１））或海底曲率较大的复杂地形，建立了一个新型高阶 Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ水波方程．该方程可用于研究海底存在若干相互平行沙坝引起的Ｂｒａｇｇ反射问题．方程的水平速度沿水深的分布为四次多项式，色散性和变浅作用性能的精度比经典Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程高了一阶．方程在浅水水域可以是完全非线性的．

一类非线性色散Boussinesq方程的隐式孤立波解

用动力系统分岔方法研究了一类非线性色散Boussinesq方程.在不同的参数条件下,给出了该方程具有隐函数形式的孤立波解的解析表达式.数值模拟进一步验证了所得结果的正确性.

GRAPES区域扰动预报模式动力框架设计及检验

设计了适用于四维变分同化系统的扰动预报模式GRAPES_PF。根据GRAPES的地形追随坐标非静力原始方程组,采用小扰动分离方法推导微分形式的线性扰动预报方程组,并利用与GRAPES非线性模式相似的数值求解方案求解线性扰动微分方程组。在设计扰动预报模式时采用了两个时间层半隐式半拉格朗日方案对动量方程、热力学方程、水汽方程和连续方程进行时间差分,空间差分方案的变量分布水平方向采用Arakawa C跳点网格,垂直方向采用Charney/Phillips跳层。利用代数消元法进一步推导得到只包含未来时刻扰动Exner气压的亥姆霍兹方程,进而通过广义共轭余差法(GCR)求解,在此基础上得到未来时刻扰动量的预报值。基于所开发的扰动模式开展了数值试验。首先在非线性模式中施加一个中尺度初始扰动高压,得到初始扰动在非线性模式中的后续演变,然后将相同的初始扰动作为扰动模式的初值进行时间积分,将扰动模式预报的结果与非线性模式的结果做了对比。结果表明,所开发的扰动模式GRAPES_PF较好地模拟了惯性重力内波的传播过程:初始高压扰动激发了一个迅速向外传播的惯性重力内波,在气压场向风场适应的过程中,水平风场、垂直运动、位温和湿度等变量均出现了扰动增量,与非线性模式得到的结果相当接近。GRAPES_PF作为GRAPES非线性模式的合理线性模式为建立基于线性扰动预报的区域四维变分同化系统奠定了科学基础。

波动方程组的椭圆余弦波解

利用Jacobi椭圆函数得到了非线性波动方程ht+(hu)x+uxxx=0ut+hx+uux=0 uxxt-ut-hx-uux=0ht+ux=0的椭圆余弦波解及若干性质.

变循环发动机数学模型求解及有效性研究

采用部件法建立了变循环发动机的多维非线性隐式方程组模型,该模型具有隐式性,因而求解过程复杂,收敛困难.以变循环发动机为对象,设计了遗传算法,将数学模型转化为最优化问题,并对模型进行求解.提出了算法的有效性评价指标:初值敏感性、计算效率、收敛性、稳定性.与牛顿-拉夫逊法相比,遗传算法初值敏感性较低,收敛性较好.该结果可为变循环发动机模型求解算法的选择与设计提供参考.

Boussinesq方程的经典李群分析及群不变解和行波解

研究了Boussinesq方程的经典李群分析、群不变解及行波解.采用经典李群分析法获得了Boussinesq方程的李群分析、群不变解及约化方程.应用Burgers方程的约化变换方程及其精确解构造了φξ展式法,利用φξ展式法找到了Boussinesq方程的多种类型行波解.φξ展式法还可用于求解其他非线性偏微分方程.

变循环发动机模型的求解算法研究

采用部件法建立了变循环发动机的多维非线性隐式方程组模型,模型具有隐式性,因而求解过程复杂,收敛困难.针对上述问题,采用遗传算法和牛顿-拉夫逊法进行模型求解,提出了算法的有效性评价指标:初值敏感性、收敛性和稳定性.对两种算法进行有效性评价.针对发动机工作性能最优化问题,建立了多目标模型,用遗传算法进行求解,并分析了相关变量随马赫数变化的规律.结果可为变循环发动机模型求解算法的选择与设计提供参考.