论文部分内容阅读
非线性现象广泛存在于物理、化学、社会、经济等自然界和人类社会领域.随着科学的发展,描述这些现象的非线性系统越来越受到人们的关注,进而成为了重要的研究课题之一.在非线性系统的研究中,守恒律发挥着重要作用.特别地,守恒律对于非线性偏微分方程的线性化、可积性等意义重大,有助于分析微分方程方程解的存在性、唯一性、稳定性等.在实际应用中,许多非线性偏微分方程都依赖一个小参数,通常称为扰动(近似)偏微分方程(扰动(近似)PDEs).以非扰动方程的理论框架为基础,人们对扰动方程进行了相关的分析,得到了许多有效的结论.扰动PDEs近似守恒律的定义是由Baikov和Ibragimov在守恒律概念的基础上给出的.
本文主要研究扰动PDEs的近似守恒律,获得以下结果:
1.给出了一种构造近似守恒律的方法.该方法将伴随方程的概念延拓到扰动PDEs中,定义了原扰动PDEs的标准伴随系统、近似伴随系统(Ⅰ)和近似伴随系统(Ⅱ),然后运用这些系统的近似Noether对称来获得近似守恒律.这些守恒律是非局部的,其中含有辅助变量.
2.给出了标准伴随系统和近似伴随系统(Ⅰ)之间近似Noether对称算子的关系,以及标准伴随系统和近似伴随系统(Ⅱ)之间近似Noether对称算子的关系.
3.运用近似Noether对称构造了Euler-lagrange-type方程utt-uuxx-ux2+εut=0的近似守恒律.运用1中的方法构造了扰动的波动方程utt-uxx+ε(umut-au+bup)=0和扰动的KdV方程ut-uux+uxxx+ε(u2ux+cu)=0的近似守恒律,这些守恒律是非局部的,当取辅助变量为满足一定条件的具体函数时,它们就变成了局部近似守恒律.