Exact solutions for the coupled Klein-Gordon-Schrǒdinger equations using the extended F-expansion method

The extended F-expansion method or mapping method is used to construct exact solutions for the coupled KleinGordon Schr/Sdinger equations （K-G-S equations） by the aid of the symbolic computation system Mathematica. More solutions in the Jacobi elliptic function form are obtained, including the single Jacobi elliptic function solutions, combined Jacobi elliptic function solutions, rational solutions, triangular solutions, soliton solutions and combined soliton solutions.

改进的F-展开方法和藕合非线性Klein-Gordon方程的精确解

改进了最近提出的F-展开方法,并且利用改进的F-展开方法构造了一类非线性藕合Klein- Gordon方程的精确解.当Jacobi椭圆函数的模m趋向于1时,得到孤立波解.与F-展开方法相比,此方法求得的解更为丰富.

推广的F/G-展开法及其应用

首先推广了F/G-展开法,使之能应用于变系数微分方程的求解中。作为推广的F/G-展开法应用实例,本文在非对称势阱下,求解了(3+1)-维三次-五次Gross-Pitaevskii方程。导出了方程含有较多任意参数的双曲函数形式精确解、三角函数形式周期波解,得到了孤波的传播速度及啁啾随时间的变化规律。

应用改进的G'/G^2展开法求Zakharov方程的精确解

应用改进的G'/G^2展开法构造出Zakharov方程的18组精确解,这些解主要包括双曲函数通解、三角函数通解和有理函数通解三种形式.当对双曲函数通解中的参数取特殊值时,可以得到孤立波解.对三角函数通解中的参数取特殊值时,可以得到对应的周期波函数解.实践证明,应用改进的G'/G^2展开法能够得到Zakharov方程一些新的精确解,扩大了解的范围,这种方法对于研究非线性光学和量子光学具有非常广泛的应用意义。

利用改进的(G′/G)-展开法求广义的(2+1)维Boussinesq方程的精确解

利用改进的(G′/G)-展开法,求广义的(2+1)维Boussinesq方程的精确解,得到了该方程含有较多任意参数的用双曲函数、三角函数和有理函数表示的精确解,当双曲函数表示的行波解中参数取特殊值时,便得到广义的(2+1)维Boussinesq方程的孤立波解.

应用改进的G'/G^2展开法求广义变系数Burgers方程的精确解

应用改进的G'/G^2展开法构造出变系数Burgers方程的精确解,这些解主要包括双曲函数通解、三角函数通解和有理函数通解三种形式.实践证明,应用改进的G'/G^2展开法对于研究非线性发展方程具有很大的帮助.

用改进的(G'/G)展开法构造PIB方程的精确行波解

利用一种改进的(G′/G)展开法构造了(2+1)维PIB((2+1)-dimensional Painlevé integrable Burgers)方程的精确行波解,获得了方程的丰富的行波解,其中包括有理函数解、三角函数解、双曲函数解。

一类广义Zakharov方程的精确行波解

本文研究了一类广义Zakharov方程的精确解行波解的问题.利用改进的G/G展开方法,借助于计算机代数系统Mathematica,获得了具有重要物理背景的广义Zakharov方程一系列新的含有多个参数的精确行波解,这些解包括孤立波解,双曲函数解,三角函数解,以及有理函数解.

利用改进的(G’/G)展开法求(2+1)维Calogero Bogoyavlanskii Schiff方程的新行波解

利用（G’／G）展开法得到（2＋1）一维Calogero Bogoyavlanskii Schiff方程含自由参数的新精确行波解，所得到的解可用指数和三角函数表示，而当参数取特殊值时，解会变成特殊函数形式，不仅得到和已有结果一致的解，还得到一些新解．

一类非线性波动方程的精确行波解

利用改进的G'/G展开方法,借助于计算机代数系统Mathematica成功获得了一大类非线性波动方程一系列新的含有多个参数的精确行波解.这些解包括孤立波解、双曲函数解、三角函数解.

(2+1)维耗散长波方程的变量分离解

借助Mathematica符号计算软件,利用拓展的F/G展开法和变量分离法,得到(2+1)维耗散长波方程的精确解.通过选择适当的函数,获得(2+1)维耗散长波方程的亮暗dromion解和周期孤波解.

(2+1)维耗散长波方程的变量分离解之注记

对文献给出的(2+1)维耗散长波方程的变量分离解作了进一步的研究,首先说明拓展的F/G展开法得到的解等价于拓展的tanh展开法得到的解;然后通过一个变换以及修正的齐次平衡法,给出了(2+1)维耗散长波方程更多的精确解.

周期新型超材料板多阶弯曲波带隙研究

利用了声子晶体带隙性质的概念,结合局域共振原理,提出了一种新型周期超材料板结构。这种结构是由具有负等效模量的声学超材料子结构作为共振单元,周期排列在薄板上形成的。在共振单元的作用下,不仅在低频范围内产生带阻特性,还引起了部分弯曲波发生波型转换并产生相应的多阶带隙,使得在多个频段范围内阻断波的传播,扩大了抑制振动传递的频率范围。利用平面波展开方法分析了结构的弯曲波带隙,并且和有限元方法得到结果进行比较,得到了一致的频散关系。对有限超材料板的振动传递损失也进行了分析,数值计算结果证明了所求频散关系的正确性以及本文提出的隔振结构对振动衰减的有效性。除此之外,研究了局域共振单元的参数和单胞尺寸对结构带隙性质产生的影响,为选取合适的参数满足特定隔振要求(低频,宽带等)的超材料板结构提供了参考依据。

一类非线性波动方程的新的精确解

为了寻求一类著名的非线性波动方程utt-kuxx+pu+qu2+su3=0的新精确解。利用齐次平衡法的思想与改进的G′/G展开法,通过对解的形式的巧妙构造可以将方程约化为一组非线性方程组,借助于数学软件Maple强大的符号计算功能得到了方程包括双曲函数解、三角函数周期解、有理数解在内的3种形式的精确解。同时给出了其中一组情况的数值模拟图。这些解对正确理解方程在自然科学中的物理意义具有重要的作用。

应用多种方法求解非线性分数阶偏微分方程

为了发展非线性分数阶偏微分方程的求解技巧并丰富其解的形式,把若干非线性分数阶偏微分方程进行分数阶复变换,转化为整数阶常微分方程或偏微分方程。通过因式分解法求得分数阶CahnAllen方程的孤立波解;利用推广的(F/G)展开法求解了(2+1)维分数阶asymmetricNizhnikNovikovVeselov方程的完全分离变量形式的解,并得到了多Dromion孤子的结构激发;由重正规化方法分别求出在强、弱非线性下的分数阶KleinGordon方程的一级解析近似解,再采用线化和校正方法在无须特殊考虑非线性强度大小的情况下直接求得了该方程的一级近似解,并对两种近似方法所得结果进行比较。

扩展的(G'/G)展开法求量子Zakharov-Kuznetsov方程的精确解

为得到量子Zakharov-Kuznetsov方程的一些新精确解,借助行波解的思想,结合齐次平衡原理和一类非线性常微分方程解的结构,利用扩展的(G’/G)展开方法,研究了其相应的更加丰富的精确解表达形式.新精确解的表达式主要由双曲函数、三角函数和有理数函数构成,出现了某些怪波解的情形.通过对比不同情况下解的形式,利用Matlab软件给出数值模拟图形,并根据图形的特点分析了一些怪波现象形成的机理.

非线性耦合higgs方程和Maccari系统的新行波解

利用改进的F/G展开法,非线性耦合higgs方程和Maccari系统的精确解,这些解具有新的结构和性质.实践证明,应用这种方法也可以解决其他类型的非线性发展方程.

非线性Landau-Ginburg-Higgs方程的新精确解

利用改进的F展开法,得到Landau-Ginburg-Higgs方程的新精确解.实践证明,这种方法简洁方便,对于研究其他类型的非线性方程具有十分重要的意义.

几个非线性发展方程的精确解

应用改进F/G展开法求得(2+1)维BBM方程、(1+1)维Benjiamin Ono方程、广义(2+1)维ZK-MEW方程的精确解,这些解包括双曲函数解、三角函数解.当对双曲函数解中的参数取特殊值时,可得到孤立波解:当对三角函数解中的参数取特殊值时,可得到周期波函数解.实践表明,F/G展开法在非线性发展方程中具有广泛的应用.

(2+1)维色散长波方程的新孤子解及其演化

借助Mathematica数学软件进行符号计算,先将由G′/G展开法改进得到的F/G展开法进行拓展,然后结合变量分离法得到一系列高维非线性发展方程的精确解。以(2+1)维色散长波方程为例,利用F/G展开法构造精确解的方法是将原来的行波变换扩展为任意函数的变换,行波变换则成为任意函数变换的特例,从而得到(2+1)维色散长波方程的非行波解。通过选择适当的函数,分别构造出(2+1)维色散长波方程的亮暗dromion解(局域解)和周期孤立波解。研究了设定参数下亮暗dromion解随时间的传播情况,以及周期孤立波解随时间的演化情况。