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广义ZK方程和广义ZK-BBM方程的行波解分支

【摘要】: 随着非线性科学的发展,许多物理、化学和生命科学模型都可以转化为非线性方程,如非线性常微分方程、偏微分方程和差分方程等.非线性方程的求解已经成为非线性科学领域的一个重要研究课题. 非线性Zakharov-Kuznetsov方程(简称ZK方程)于1974年由Zakharov和Kuznetsov提出.由于该方程是KdV方程在二维空间的典型推广形式之一,因此研究该方程具有广泛的理论意义和实践意义. 2005年, Wazwaz结合ZK方程和BBM方程构造了ZK-BBM方程,并运用tanh方法和sine-cosine方法获得了ZK-BBM方程的一些精确解. 本文利用动力系统分支理论研究了广义ZK方程和广义ZK-BBM方程,由于它们的行波系统具有奇性,因此本文借助微分方程定性理论研究了对应的正则系统,获得了正则系统有界轨道的定性性质,指出了奇异直线的存在是导致正则系统出现非光滑的周期尖波、孤立尖波、compacton和破缺波的原因,进而分析了广义ZK方程和广义ZK-BBM方程的光滑行波解和非光滑行波解产生的分支参数条件,获得了各种有界行波解存在的充分条件,并求出了上述部分解的精确参数表示.

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