非线性偏微分方程列表

非线性偏微分方程的在物理学、气动力学、流体力学大气物理、海洋物理、爆炸物理、化学生理学生物学生态学等领域都有重要的应用。非线性偏微分方程的研究,是当前微分方程研究的中心。求解非线性偏微分方程比求解线性偏微分方程,难度大的多,大多数非线性偏微分方程只能依靠数值解法。但多年来数学家们发现了一些行之有效的求解非线性偏微分方程的构造性解法,如反散射法、达布变换法,tanh、雅可比函数展开法等,得出非线性偏微分方程的解析解。解非线性偏微分方程,过程复杂,多数得力于MapleMathematicaMatlab等商用计算机代数系統

已知的非线性偏微分方程,数目不下3000余种,但有名的不过一百多种,多以发现者命名。

分离变数法

可以藉代数来将方程式重新编排,让方程式的一部分只含有一个变量,而剩余部分则跟此变量无关。这样,隔离出的两个部分的值,都分别等于常数,而两个部分的值的代数和等于零。

Tanh 函数展开法

Tanh 函数展开法是求解非线性偏微分方程行波解的重要方法。

设一个非线性偏微分方程可以用下列表述:

作变数代换:

->

得到:

1992年数学家 Malfliet 首先应用 tanh 展开法[1]

Lax 可积系统


Equation中文方程
BBM班傑明-小野方程 :
Belousov-Zhabotinsky别洛乌索夫-扎伯廷斯基方程,

(Benjamin-Ono equation本杰明-小野方程
Bogoyavlenski-Konoplechenko波格雅夫连斯基-科譳普勒琛科方程
Born-Infeld玻恩-英费尔德方程
Boussinesq博欣内斯克方程
Boussinesa type博欣内斯克型方程
Unnormalized Boussinesq非规范博欣内斯克方程
Broer-Kaup布罗尔-库普方程组

Burgers伯格斯方程
Burgers-Fisher伯格斯-费希尔 方程:
Modified Burgers变形伯格斯方程
Unnormalized Burgers非规范伯格斯方程
Generalized Burgers广义伯格斯方程
Burgers-Huxley伯格斯-赫胥黎方程
Bretherton布雷瑟顿方程
Cahn-Hilliard卡恩-希利亚德方程
Cassama-Holm卡马萨-霍尔姆方程:
Chaffee-Infante查菲 - 堙方特方程
Chaplygin查普里金方程
Davey–Stewartson戴维-斯图尔森方程组:
Degasperis-ProcesiDP 方程
Drinfeld-Solokov-WilsonDSW 方程

Dodd-Bullough-Mikhailov多德-布洛-米哈伊洛夫方程[[
Nonlinear Diffusion非线性扩散方程
Harry Dym迪姆方程:
Eckhaus艾克豪斯方程

Eikonal程函方程
Estevez-Mansfield-Clarkson埃斯特韦斯-曼斯菲尔德-克拉克森方程
Fitzhugh-Nagumo菲茨休 - 南云方程
Fisher费希尔方程
Fisher-Kolmogorov费希尔-柯尔莫哥洛夫方程::
Fujita-Storm藤田-斯托姆方程
Gardner加德纳方程
Gibbons-Tsarev吉本斯-查理夫方程
Ginzburg-Landau金兹堡-朗道方程
Hirota Satsuma广田-萨摩方程组:
Hunt-Saxton亨特 - 萨克斯顿方程:
Ito伊藤方程
KdVKdV方程:
Modified KdVMKdV方程
KdV-mKdVKdV-mKdV方程
KdV-BurgersKdV-Burgers方程
Modified KdV-Burgers变形KdV-Burgers方程
Fifth order KdV五阶KdV方程
Fifth order dispersion KdV五阶色散KdV方程
Seventh order KdV七阶KdV方程
Nineth order KdV九阶KdV方程
Unnormalized KdV equation非规范KdV方程
Generalized Burgers-KdV广义伯格斯-KdV方程
Unnormalized modified KdV非规范变形KdV方程
von Karman冯·卡门方程

参考文献

  1. W. Malfliet, Solitary Wave Solution of Nonlinear wave equation, Am J.of Physics 60(7) 1992,650-654
  1. *谷超豪 《孤立子理论中的达布变换及其几何应用》 上海科学技术出版社
  2. *阎振亚著 《复杂非线性波的构造性理论及其应用》 科学出版社 2007年
  3. 李志斌编著 《非线性数学物理方程的行波解》 科学出版社
  4. 王东明著 《消去法及其应用》 科学出版社 2002
  5. *何青 王丽芬编著 《Maple 教程》 科学出版社 2010 ISBN 9787030177445
  6. Andrei D. Polyanin,Valentin F. Zaitsev, HANDBOOK OF NONLINEAR PARTIAL DIFFERENTIAL EQUATIONS, SECOND EDITION CRC PRESS
  7. Graham W. Griffiths William E.Shiesser Traveling Wave Analysis of Partial Differential p135 Equations Academy Press
  8. Richard H. Enns George C. McCGuire, Nonlinear Physics Birkhauser,1997
  9. Inna Shingareva, Carlos Lizárraga-Celaya,Solving Nonlinear Partial Differential Equations with Maple Springer.
  10. Eryk Infeld and George Rowlands,Nonlinear Waves,Solitons and Chaos,Cambridge 2000
  11. Saber Elaydi,An Introduction to Difference Equationns, Springer 2000
  12. Dongming Wang, Elimination Practice,Imperial College Press 2004
  13. David Betounes, Partial Differential Equations for Computational Science: With Maple and Vector Analysis Springer, 1998 ISBN 9780387983004
  14. T.Roubicek: Nonlinear Partial Differential Equations with Applications, 2nd ed., Birkhäuser, Basel, 2013, ISBN 978-3-0348-0512-4.
  15. George Articolo Partial Differential Equations & Boundary Value Problems with Maple V Academic Press 1998 ISBN 9780120644759

外部链接

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