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某些非线性Schr(?)dinger方程的同宿轨道
作 者: 陈翰林
导 师: 郭柏灵
学 校: 中国工程物理研究院北京研究生部
专 业: 应用数学
关键词: NLS方程 CQS方程 DNLS方程 同宿轨道 不变性 不变流形 扰动 Lax对
分类号: O175
类 型: 博士论文
年 份: 2002年
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内容摘要
本文主要研究具五次和导数项的非线性Schr(?)dinger方程同宿轨道的存在性,其基本思想方法是基于整体可积理论、Melnikov方法和奇异扰动理论的综合运用. 具五次和导数项的非线性Schr(?)dinger方程具有广泛的物理应用背景,可视为非线性Schr(?)dinger(NLS)方程的扰动,进而可作为近可积系统进行较为精细的研究。在第一章绪论中,我们简要介绍了近可积系统的相关内容,给出了具五次和导数项的非线性Schr(?)dinger方程的物理背景,数值实验结果,研究状况以及本文所讨论的基本内容。第二章研究三次—五次非线性Schr(?)dinger(CQS)方程同宿轨道的不变性。首先,我们在常值平面上对扰动和未扰动系统进行相平面分析;然后利用奇异扰动理论讨论不变流形的保持性,并给出不变流形的纤维表示;借助于未扰动系统的可积结构和Melnikov测度,我们得到了三次—五次非线性Schr(?)dinger方程在参数满足一定条件时同宿轨道的存在性。第三章讨论了含有三阶色散项的导数非线性Schr(?)dinger(DNLS)方程,通过采用三模Fourier截断,我们得到一个六维模型,利用Melnikov分析和几何奇异扰动理论证明了这个六维模型同宿轨道的保持性。 在讨论CQS方程的同宿轨道时,五次非线性项被作为NLS方程的扰动项。若五次项置于主项位置,即未扰动系统是一个五次非线性Schr(?)dinger(QNLS)方程,此时的CQS方程不再是近可积系统,而仅是一个Hamiltonian系统的扰动。在这种情况下,我们对方程作了一些相平面分析,并得到了在扰动之后不变流行的保持性。对于某些既有五次项又有导数项的NLS方程,Kundu等利用规范变换得到了它们的可积性。我们采用古典的方法并借助于一定技巧,得到了这些方程的Lax对,从而应证了Kundu等人的结论。
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全文目录
第一章 绪论 11-26 §1.1 具五次和导数项的非线性Schr(?)dinger方程的物理背景 11-13 §1.2 近可积系统与偏微分方程的混沌行为 13-18 §1.3 同宿轨道的保持性及其证明思想与方法 18-21 §1.4 具五次和导数项的非线性Schr(?)dinger方程的研究状况及本文的主要结果 21-26 §1.4.1 研究状况 21-24 §1.4.2 本文的主要结果 24-25 §1.4.3 进一步的工作 25-26 第二章 扰动三次-五次非线性Schr(?)dinger方程的同宿轨道 26-58 §2.1 前言 26-29 §2.2 关于可积理论的一些结果 29-30 §2.3 初步结果 30-36 §2.3.1 解的存在性与正则性 30-31 §2.3.2 空间无关解分析 31-36 §2.4 在C_ω邻域里的方程组 36-41 §2.4.1 基本方程组 36-40 §2.4.2 规范形式与局部方程组 40-41 §2.5 不变流形 41-51 §2.5.1 局部不变流形的存在性 41-45 §2.5.2 纤维化 45 §2.5.3 在M_ε里Q的稳定流形 45-51 §2.6 同宿轨道的保持性 51-58 §2.6.1 第一(Melnikov)测度 51-55 §2.6.2 第二测度 55-56 §2.6.3 同宿轨道的存在性 56-58 第三章 扰动具导数非线性Schr(?)dinger方程六维模型的同宿轨道 58-73 §3.1 前言 58 §3.2 扰动DNLS方程的Fourier截断 58-61 §3.3 未扰动可积结构 61-65 §3.4 正规双曲不变流形的不变性 65-68 §3.5 同宿轨道的不变性 68-73 第四章 具五次或导数项的非线性Schr(?)dinger方程的其它结果 73-94 §4.1 扰动五次非线性Schr(?)dinger方程的不变流形 73-88 §4.1.1 初步结果 73-78 §4.1.2 在S_Ω邻域里的方程 78-81 §4.1.3 不变流形 81-88 §4.2 五次导数非线性Schr(?)dinger方程的Lax对 88-94 §4.2.1 介绍 88-89 §4.2.2 Lax对 89-94 附录一 规范形式变换 94-100 附录二 纤维及纤维表示 100-104 参考文献 104-111
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中图分类: > 数理科学和化学 > 数学 > 数学分析 > 微分方程、积分方程
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