发现与发明 › 19 世纪

KdV方程1877

Korteweg–De Vries equation

integrable partial differential equation of a function u(t,x): uₜ + uₓₓₓ = 6uuₓ

科特韦赫-德弗里斯方程,一般简称KdV方程,是1895年由荷兰数学家迪德里克·科特韦赫和古斯塔夫·德弗里斯共同发现的一种偏微分方程。关于实自变量x 和t 的函数φ所满足的KdV方程形式如下:

摘自维基百科「KdV方程」,CC BY-SA 4.0

类型
数学概念
发现 / 发明时间
1877 年
发现者 / 提出者
约瑟夫·布西内斯克
命名来源
科特韦格、德弗里斯
学科
数学、物理学
上级概念
可积系统、非线性偏微分方程

相关科学家

百科正文

KdV方程的解为簇集的孤立子(又称孤子,孤波)。

KdV方程的行波解

KdV 方程有多种孤波解。

  • 钟形孤波解 (公式略)
  • 扭形孤波解 φ (x,t)=k tanh [k(x+2tk²+c)]
  • 暗孤波解 φ (x,t)=a+b tanh (1+cx+dt)²

tanh 法解

利用Maple tanh 法可得 孤立子解:。 u(x,t)=(1/6)*(4*_(C)2³-_(C)3)/_(C)2-2*_(C)2²*csc(_(C)1+_(C)2*x+_(C)3*t)²

u(x,t)=(1/6)*(4*_(C)2³-_(C)3)/_(C)2-2*_(C)2²*sec(_(C)1+_(C)2*x+_(C)3*t)²

u(x,t)=-(1/6)*(4*_(C)2³+_(C)3)/_(C)2-2*_(C)2²*csch(_(C)1+_(C)2*x+_(C)3*t)²

u(x,t)=-(1/6)*(4*_(C)2³+_(C)3)/_(C)2+2*_(C)2²*sech(_(C)1+_(C)2*x+_(C)3*t)²

u(x,t)=(1/6)*(8*_(C)2³-_(C)3)/_(C)2-2*_(C)2²*coth(_(C)1+_(C)2*x+_(C)3*t)²

u(x,t)=(1/6)*(8*_(C)2³-_(C)3)/_(C)2-2*_(C)2²*tanh(_(C)1+_(C)2*x+_(C)3*t)²

u(x,t)=-(1/6)*(8*_(C)2³+_(C)3)/_(C)2-2*_(C)2²*cot(_(C)1+_(C)2*x+_(C)3*t)²

u(x,t)=-(1/6)*(8*_(C)2³+_(C)3)/_(C)2-2*_(C)2²*tan(_(C)1+_(C)2*x+_(C)3*t)²

  • (公式略)
  • (公式略)
  • (公式略)
  • (公式略)
  • (公式略)
  • (公式略)
  • 9.81207 (公式略)
  • 9.81207 (公式略)
  • 9.81207 (公式略)

联系

KdV方程在物理学的许多领域都有应用,例如等离子体磁流波、离子声波、非谐振晶格振动、低温非线性晶格声子波包的热激发、液体气体混合物的压力表等。

KdV方程也可以用逆散射技术求解。

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以上内容摘自维基百科「KdV方程」,按 CC BY-SA 4.0 使用,去掉了参考文献、外部链接等尾部小节,公式改写成了纯文本。全文、配图和出处见原文。

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