Các sơ đồ sai phân bảo toàn cho nghiệm số của phương trình Gardner

Springer Science and Business Media LLC - Tập 35 - Trang 75-95 - 2014
Hirota Nishiyama1, Takahiro Noi2
1Department of Mathematics, Graduate School of Engineering and Science, Chuo University, Tokyo, Japan
2Department of Mathematics, Tokyo Metropolitan University, Hachiouji, Japan

Tóm tắt

Bài báo này đề cập đến việc xây dựng các sơ đồ sai phân bảo toàn bằng phương pháp biến thiên rời rạc cho các phương trình Gardner. Một sơ đồ sai phân đã được đề xuất để đảm bảo rằng các định luật bảo toàn khối lượng và năng lượng liên quan đến phương trình Gardner được giữ vững. Các lập luận của chúng tôi dựa trên quy trình mà Furihata mới phát triển cho các phương trình vi phân từng phần phi tuyến thực. Các kết quả số được trình bày để minh họa độ chính xác và tính hợp lệ của các nghiệm số.

Từ khóa

#sơ đồ sai phân #phương trình Gardner #bảo toàn khối lượng #bảo toàn năng lượng #phương pháp biến thiên rời rạc

Tài liệu tham khảo

Ablowitz MJ, Segur H (1981) Solitons and the inverse scattering transform. SIAM, Philadelphia Antonova M, Biswas A (2009) Adiabatic parameter dynamics of perturbed solitary waves. Commun Nonlinear Science and Numer Simul 14(3):734–748 Apel J, Ostrovsky LA, Stepanyants YA, Lynch JF (2007) Internal solitons in the ocean and their effect on underwater sound. J Acoust Soc Am 121(2):695–722 Biswas A, Zerrad E (2008) Solitons perturbation theory for the Gardner equation. Adv Studies Theor Phys 16(2):787–794 Chow KW, Grimshaw RHJ, Ding E (2005) Interactions of breathers and solitons in the extended Korteweg–de Vries equation. Wave Motion 43:158–166 Elazem NYA, Ebaid A (2013) Numerical study of some nonlinear wave equations via Chebyshev collocation method. IJST 37(A4):477–482 Girgis L, Biswas A (2011) A study of solitary waves by He’s semi-inverse variational principle. Waves Random Complex Media 21(1):96–104 Grimshaw R, Pelinovsky E (2002) Generation of large-amplitude solitons in the extended Korteweg–de Vries equation. Chaos 2:1070–1076 Grimshaw R, Slunyaev A, Pelinovsky E (2010) Generation of solitons and breathers in the extended Korteweg–de Vries equation with positive cubic nonlinearity. Chaos 20(1):013102 Hamdi S, Morse B, Halphen S, Schiesser W (2011) Conservation laws and invariants of motion for nonlinear internal waves: part II. Nat Hazards 57:609–616 Grimshaw R, Pelinovsky E (2004) Simulation of the transformation of internal solitary waves on oceanic shelves. J Phys Oceanogr 34:2774–2779 Krishnan EV, Triki H, Labidi M, Biswas A (2011) A study of shallow water waves with Gardner’s equation. Nonlinear Dyn 66(4):497–507 Nakouliam O, Zahibo N, Pelinovsky E, Talipova T, Slunyaev A, Kurkin A (2004) Analytical and numerical studies of the variable coefficient Gardner equation. Appl Math Comput 152:449–471 Obregon M, Stepanyants Y (2012) On numerical solution of the Gardner–Ostrovsky equation. Math Models Nat Phenom 7(2):113–130 Slyunyaev A, Pelinovsky E (1999) Dynamics of large-amplitude solitons. JETP 89:173–181 Slyunyaev AV (2001) Dynamics of localized waves with large amplitude in a weakly dispersive medium with a quadratic and positive cube nonlinearity. JETP 92:529–534 Vassilev VM, Djondjorov A, Hadzhilazova MT, Mladenov IM (2011) Traveling wave solutions of the Gardner equation and motion of plane curves governed by the mKdV flow. In: AIP Conference Proceedings, vol 1404. pp 86–93