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(2+1)维孤子方程的显式解的求得是困难问题。近几十年已经取得了不少进展,但各自的方法都有一定的局限性。本文主要是用非线性化方法来研究困难的(2+1)维孤子方程的显式的有限参数解的。
本文详细讨论了四个(2+1)维孤子模型,它们是(2+1)-SG方程,两个mKP方程,一个与Boiti-Pempinelli-Tu(BPT)谱问题相应的(2+1)维可积方程。
首先,从相应模型的谱问题出发,利用对易条件建立基本恒等式,找出Lenart算子对和Lenart梯度的显式表达式,由此得出(1+1)维孤子方程族,并从两个(1+1)维孤子方程的相容条件构造出有兴趣的(2+1)维孤子方程。然后,经过非线性化手续,由谱问题得到有限维Hamilton系统,用Lax矩阵及守恒积分母函数方法证明它的Liouville完全可积性,由此得到一族相容的完全可积的有限维Hamilton系统,它们给出(2+1)维孤子方程的可积分解。
文中运用代数曲线方法,通过恰当引入椭圆坐标和Abel-Jacobi坐标,将Hamilton相流拉直,并直接求积。最后,通过反演到原来的坐标,将孤子方程的解显式地表出。
另外,本文还就(2+1)-SG方程和mKdV方程二者之间的关系做了进一步的研究。