Multicomponent long-wave--short-wave resonance interaction system: Bright solitons, energy-sharing collisions, and resonant solitons
考虑了具有任意非线性系数的(2+1)维多分量长波-短波共振相互作用(LSRI)系统,该系统描述了多个短波与一个长波在二维空间中的非线性共振相互作用.一般的多组分LSRI系统被证明是可积的,通过执行Painlevé分析。然后利用Hirota的双线性化方法构造了多亮孤子的精确解,并详细研究了亮孤子的传输和碰撞动力学。特别地,我们研究了亮孤子的迎头碰撞和超越碰撞,以及两种类型的能量共享碰撞和标准的弹性碰撞。我们还证实了所获得的解析单孤子解的直接数值模拟。此外,我们还讨论了共振孤子的形成和动力学。有趣的是,我们证明了形成共振孤子承认呼吸式(本地化周期性脉冲训练)结构,也大幅度本地化结构类似于流氓波与孤子共存。为了完整性,我们还得到了暗单孤子和双孤子解,并简要地研究了它们的动力学。
2014-12-10 nlin.PS nlin.SI
Mixed solitons in (2+1) dimensional multicomponent long-wave--short-wave system
导出了弱Kerr型非线性介质中(2+1)维多分量长波$-$短波共振相互作用(LSRI)系统在小振幅极限下$N$色散波传播的演化方程.利用Hirota双线性化方法,从一般的高维多分量LSRI系统导出了一个特殊的(2+1)维多分量LSRI系统的混合(明-暗)型孤子解.特别地,我们证明了具有两个短波分量的LSRI系统中的孤子行为类似于标量孤子。我们指出,对于含有$N>3$的$N$分量LSRI系统,如果亮孤子出现在至少两个分量中,则会发生有趣的碰撞行为,导致亮孤子之间的能量交换。然而,暗孤子经历标准的弹性碰撞,并伴随着位置移动和相位移动。我们对混合束缚孤子的分析表明,由于系统的高维性质而产生的附加自由度导致了孤子碰撞可以发生的参数范围很宽。
2014-09-06 nlin.PS nlin.SI
Higher dimensional bright solitons and their collisions in multicomponent long wave-short wave system
利用Hirota的双线性化方法得到了(2+1)维可积($n+1$)波系统的明平面孤子解.首先求出由两个短波分量和一个长波分量组成的三波系统的孤子解,然后将结果推广到相应的由$n$短波和单长波组成的可积($n+1$)波系统.结果表明,只要减小长波分量的脉宽(如L),短波分量(如$S^{(1)}$和$S^{(2)}$)中的孤子就能被放大。碰撞动力学的研究揭示了有趣的行为,分裂的短波分量的孤子进行形状改变碰撞强度重新分布和振幅相关的相移。尽管在(1+1)维多组分可积系统中也可能发生类似的碰撞,但据我们所知,我们首次报道了(2+1)维中的这类碰撞.然而,出现在长波分量中的孤子虽然经历振幅相关的相移,但只表现出弹性碰撞。
2009-03-09 nlin.PS nlin.SI
Dynamics of nondegenerate solitons in long-wave short-wave resonance interaction system
本文研究了长波-短波共振相互作用(LSRI)系统中一类有趣的矢量孤子的动力学性质。我们在这里考虑的模型描述了长波和两个短波的非线性相互作用,它一般出现在几个物理设置。为了得到这类非退化矢量孤子解,我们采用了广田双线性方法,更一般的形式,允许种子解决方案与不同的传播常数。我们表示由此产生的基本以及多孤子解在一个紧凑的方式使用革兰行列式。一般的基本矢量孤子解具有几个有趣的性质。例如,双峰或单峰轮廓结构,包括一个特殊的平顶轮廓形式时,孤子传播的所有组件以相同的速度。有趣的是,在不同的速度的情况下,孤子的数量增加到两个在长波(LW)分量,而一个单峰孤子在两个短波(SW)分量中传播。通过详细的分析,我们建立了非简并多孤子与已知的矢量孤子(具有相同的波数)相比,可以经历三种类型的弹性碰撞场景:(i)形状保持,(ii)形状改变,和(iii)一种新的形状改变碰撞,这取决于孤子参数的选择。此外,我们还指出了非简并孤子和简并孤子的同时共存以及相关的物理后果。我们还指出了这些一般矢量孤子在非线性光学、流体力学和玻色-爱因斯坦凝聚体中的物理实现。我们的结果是通用的,他们将是有用的,在这些物理系统和其他密切相关的系统,包括等离子体物理。
2022-03-13 nlin.PS nlin.SI
A defocusing complex short pulse equation and its multi-dark soliton solution by Darboux transformation
本文提出了一个既有聚焦型又有散焦型的复合短脉冲方程,该方程描述了超短脉冲在非线性光纤中的传输。它可以被看作是一个模拟的非线性薛定谔(NLS)方程在超短脉冲制度。通过达布变换和速端图的互逆变换,构造了离焦复短脉冲方程的多暗孤子解。给出了单暗孤子解和双暗孤子解,分析了它们的性质和动力学。
2016-05-11 math-ph math.MP nlin.SI
Darboux transformation and solitonic solution to the coupled complex short pulse equation
利用环群方法构造了耦合复短脉冲(CCSP)方程的达布变换(DT)。然后利用DT构造CCSP方程的各种精确解,包括亮孤子、暗孤子、呼吸子和流氓波解。在消失边界条件(VBC)的情况下,我们进行逆散射分析,以更好地理解孤子解。在非零边界条件(NVBC)的情况下,呼吸波和流氓波的解决方案。此外,我们进行了调制不稳定性(MI)分析的基础上平方特征函数的方法,其结果证实了流氓波解的存在条件。
2021-10-30 math-ph math.MP nlin.PS
A novel multi-component generalization of the short pulse equation and its multisoliton solutions
我们提出了一种新的多分量非线性方程组,推广了描述超短脉冲在光纤中传输的短脉冲(SP)方程。通过双线性形式与速端图变换相结合,我们得到了其参数表示形式的多孤子解。值得注意的是,与SP方程的行列式解不同,所提出的系统被发现表现出的解决方案表示的pffeclanans。解决方案的证明是在一个基本的行列式理论的框架内进行的。简化的2组分系统值得特别考虑。特别是,我们通过建立一个拉克斯对,系统是完全可积的。详细研究了环孤子和呼吸子等解的性质,证实了它们的孤子行为。一个变种的2分量系统也讨论了其多孤子解。
2011-11-24 nlin.SI
Integrable semi-discretization of a multi-component short pulse equation
本文主要研究多分量短脉冲方程的可积半离散化问题。首先,我们简要回顾了Matsuno(J. Math. Phys. \textbf{52} 123705)提出的多分量短脉冲方程的双线性方程组,并重申了它的$N$ -孤子解。然后利用双线性方程组的贝克隆变换和定义离散速端图(倒数)变换,构造了一个可积的半离散多分量短脉冲方程。同时证明了它的$N$ -孤子解的pf形式.
2015-04-03 nlin.SI
Integrable multi-component generalization of a modified short pulse equation
我们提出了一个多分量推广的修改后的短脉冲(SP)方程,这是最近导出的冯的两个分量SP方程的减少。最重要的是,我们深入讨论了双组分系统。我们得到的拉克斯对,一个无穷多个守恒律和多孤子解的系统,证明其可积性。随后,我们表明,两个组件系统的尖孤子和呼吸子进行了详细的分析。具体地,我们探讨了两个尖点孤子的相互作用过程,并推导出相移公式。当尖点孤子是奇异解时,只要描述解的参数满足一定的条件,就存在光滑呼吸子解。最后,我们讨论了所提出的系统和现有的两个组件SP方程之间的关系。
2016-12-03 nlin.SI
Smooth and singular multisoliton solutions of a modified Camassa-Holm equation with cubic nonlinearity and linear dispersion
本文发展了一种求解具有立方非线性项和线性色散项的修正Camassa-Holm方程的直接方法。我们得到了多孤子解的一个紧凑的参数表示,并研究了它们的性质。我们表明,引入一个线性色散项表现出各种新的功能的解决方案的结构。特别地,我们发现了与Camassa-Holm方程不同的光滑孤子,以及奇异孤子的新类型。孤立子解的一个显着特征是相关τ函数的底层结构与Ablowitz {\it et al}(1974 {\it Stud. Appl. Math.}引入的浅水波模型方程相同{\bf 53} 249 - 315)。最后,我们证明了孤子解的短波极限恢复了描述超短光脉冲在非线性介质中传输的短脉冲方程的孤子解。
2014-03-11 nlin.SI
Multi-soliton solution to the two-component Hunter-Saxton equation
本文研究了两分量Camassa-Holm方程的短波极限,即两分量Hunter-Saxton(2-HS)方程的双线性形式和广义N孤子解.通过定义基于守恒定律的速端图变换和适当的因变量变换,我们提出了一组双线性方程,得到2-HS方程。此外,我们构造的N-孤子解的2-HS方程的基础上的tau函数的扩展的二维Toda晶格的层次,通过减少。单孤子和双孤子解的计算和分析。
2015-08-02 nlin.SI
The N-soliton solution of a two-component modified nonlinear Schrödinger equation
给出了描述短脉冲在双折射光纤中传输的双分量修正非线性薛定谔方程的$N$孤子解。解决方案被发现是表示在行列式方面。解决方案的证明是通过一个基本理论的决定因素。讨论了二组分体系到多组分体系的推广,以及由其连续极限所产生的(2+1)维非局部方程。
2011-07-05 nlin.SI
Soliton interactions and Yang-Baxter maps for the complex coupled short-pulse equation
本文利用穿衣法、Darboux 矩阵与 loop 群重构定理研究聚焦 ccSPE 的矢量孤子碰撞,给出偏振位移等显式公式并构造新的 Yang-Baxter 映射。
2023-05-15 math-ph math.MP nlin.SI
General multicomponent Yajima-Oikawa system: Painlevé analysis, soliton solutions, and energy-sharing collisions
考虑多组分Yajima-Oikawa(YO)系统,证明了在三耦合非线性薛定谔(3-CNLS)型系统的物理背景下,用渐近约化方法可以导出两组分YO系统.推导进一步推广到多分量的情况。这组方程描述了一维长波和多个短波之间的非线性共振相互作用的动力学。对一般多组分YO系统的Painlevé分析表明,对于任意的非线性系数,基本的演化方程组是可积的,这将导致对应于正、负和混合非线性系数的三组不同的方程组.利用Hirota的双线性化方法,得到了Gram行列式形式的多组分YO系统的广义亮$N$孤子解,并对上述三种非线性系数的选取,明确地分析了多组分YO系统的单孤子解和双孤子解.我们还指出,当发生长波-短波共振时,3-CNLS系统存在亮、暗、反暗和灰等几种特殊的渐近孤子。短波分量孤子经历两种类型的能量共享碰撞。长波分量中的孤子总是表现出弹性碰撞,而短波分量中的孤子只在特定的参数选择下表现出标准的弹性碰撞。我们还研究了原3-CNLS系统中渐近孤子的碰撞动力学。为了完整性,我们探讨了三孤子相互作用,并证明了成对的碰撞性质和解开迷人的状态恢复属性。
2014-01-08 nlin.PS nlin.SI
Multi-soliton, multi-breather and higher-order rogue wave solutions to the complex short pulse equation
本文研究了复短脉冲方程的一般定域解,包括孤子解、呼吸子解和流氓波解。借助于广义达布变换,我们构造了紧行列式形式的$N$ -亮孤子解,然后构造了包含Akhmediev呼吸子的$N$ -呼吸子解和一般高阶流氓波解.一阶和二阶流氓波的解决方案明确给出,并说明了图形。对$N$ -孤子解和$N$ -呼吸子解进行了严格的渐近分析。所有三种形式的本地化解决方案承认光滑,尖点或循环型CSP方程取决于参数。值得注意的是,由于倒数(速端图)变换,CSP方程的流氓波解不同于非线性薛定谔(NLS)方程的流氓波解,后者可能是一个尖点或一个环。
2015-11-11 math-ph math.MP nlin.SI
A focusing and defocusing semi-discrete complex short pulse equation and its varioius soliton solutions
在本文中,我们关注的是一个半离散的复杂的短脉冲(CSP)方程的聚焦和散焦类型,它可以被看作是一个模拟的Ablowitz-Ladik(AL)晶格在超短脉冲制度。利用推广的达布变换方法,研究了这类新的可积半离散方程在零和非零边界条件下的各种解。对于聚焦CSP方程,得到了多亮解(零边界条件)、多呼吸子解和高阶流氓波解(非零边界条件);对于非零边界条件的散焦CSP方程,得到了多暗孤子解.我们进一步证明了,在连续极限下,所有的解都收敛于原来的CSP方程的解(见Physica D,327 13-29 and Phys. Rev. E 93 052227)
2019-01-08 math-ph math.MP nlin.SI
The dynamic of the positons for the reverse space-time nonlocal short pulse equation
本文通过 Darboux 变换构造反向时空非局部短脉冲方程的多孤子解与 N-位置解,并研究位置与孤子的相互作用。
2024-05-28 math-ph math.MP nlin.SI
Soliton resolution for the complex short pulse equation with weighted Sobolev initial data
在加权Sobolev空间$H^{1,1}(\mathbb{R})=\{f\in L^{2}(\mathbb{R}): f',xf\in L^{2}(\mathbb{R})\}$中,利用$\bar{\partial}$ -最速下降法研究了复短脉冲(CSP)方程的初值问题.在一个固定的时空锥$S(x_{1},x_{2},v_{1},v_{2})=\{(x,t)\in\mathbb{R}^{2}: y=y_{0}+vt, ~y_{0}\in[y_{1},y_{2}], ~v\in[v_{1},v_{2}]\}$中导出了解$u(x,t)$的长时间渐近性态。基于所得的渐近行为,我们证明了CSP方程的解分辨猜想,其中包括离散谱上由$N(I)$ -孤立子证实的孤立子项和连续谱上的$t^{-\frac{1}{2}}$阶项,残余误差高达$O(t^{-1})$。
2021-01-28 math-ph math.AP math.MP
Geometric formulation and multi-dark soliton solution to the defocusinig complex short pulse equation
本文从几何和代数两个方面研究了离焦复短脉冲(CSP)方程。从几何的角度出发,将复耦合无色散(CCD)系统与Minkowski空间$\mathbf{R}^{2,1}$中空间曲线的运动联系起来,然后通过速端图(倒数)变换与离焦CSP方程自然地构造出离焦CSP方程的拉克斯对.我们还表明,CCD系统的聚焦和散焦类型可以来自基本形式的表面,使他们的曲线流制定。本文的第二部分利用约化方法,从单组分扩展KP族出发,导出了离焦CSP方程。作为一个副产品,$N$ -暗孤子解的散焦CSP方程的行列式的形式提供了这些方程。
2016-10-19 math-ph math.MP nlin.SI
Stability of Periodic Soliton Equations under Short Range Perturbations
本文研究了孤子方程的(拟)周期解在短程扰动下的稳定性,并给出了这种情形下的长时间渐近性的完整描述。我们发现,除了孤子在准周期背景上传播的现象外,扰动解渐近地接近调制解。我们使用Toda晶格作为模型,但相同的方法和思想适用于一维空间中的所有孤子方程。更精确地说,让$g$是与未扰动解相关的超椭圆黎曼曲面的亏格。我们发现,$n/t$ -窗格包含$g+2$地区的扰动解决方案是接近一个准周期的解决方案,在同一等谱环面。在两者之间有$g+1$区域,其中扰动的解决方案是渐近接近调制的晶格经历了连续的相变(在雅可比品种),并插入这些等谱的解决方案之间。在自由解($g=0$)的特殊情况下,等谱环面仅由一个点组成,我们恢复了经典的结果。无论是在等谱环面和相变的解决方案明确的特征在于在基本的超椭圆黎曼曲面上的阿贝尔积分。
2006-08-23 math-ph math.MP nlin.SI
Soliton resolution for the coupled complex short pulse equation
基于Deift--Zhou最速下降法的$\bar{\partial}$-推广,研究了直线上ccSP方程柯西问题解的长时间渐近行为,揭示了不同时空区域中解的衰减规律及孤子与辐射的相互作用。
2025-05-28 math-ph math.AP math.MP
New Kinds of Acoustic Solitons
我们发现,在Voigt几何条件下,属于孤子方程类的修正sine-Gordon方程描述了超短横向声脉冲通过含顺磁杂质的低温晶体的传播,有效自旋S=1/2.研究了不同类型声孤子对应的应变场和有效自旋的非线性动力学特性。
2007-06-02 nlin.PS nlin.SI
Loop dynamics of a fully discrete short pulse equation
在这篇文章中,一个完全离散的短脉冲(SP)方程的线性差分方程组(也称为离散拉克斯对)的可积性条件。此外,在连续极限下,还从全离散的SP方程得到了两个半离散的SP方程。利用达布变换计算了全离散和半离散SP方程的多孤子解。计算了第一、第二非平凡孤子解的显式表达式。我们还导出了全离散SP方程呼吸子解的显式表达式。讨论了单圈孤子的动力学行为以及圈-圈和圈-反圈解的相互作用机制。
2022-08-30 cs.DM hep-th nlin.SI
Coupled nonlinear Schrodinger equations with cubic-quintic nonlinearity: Integrability and soliton interaction in non-Kerr media
提出了一个含五阶非线性项的耦合非线性薛定谔方程组的可积系统,用以描述非克尔介质中五阶非线性对超短光孤子脉冲传输的影响.给出了该可积模型的拉克斯对、守恒量和精确孤子解。利用双孤子的显式形式研究了孤子相互作用,显示出许多有趣的特性,包括非弹性(形状变化)散射。导出了另一个新的五阶非线性耦合方程组,它代表了已知的手征孤子轴承系统的矢量推广。
1999-05-10 nlin.SI solv-int
Traveling Solitons in Long-Range Oscillator Chains
研究了长程扩展的四次Fermi-Pasta-Ulam(FPU)非简谐振子链中孤子的存在性和传播。线性项中的耦合以指数大于1且小于3的幂律衰减。通过引入慢变短波长模振幅的非线性薛定谔(NLS)方程,得到了行波包络孤子的微扰解析表达式。由于色散关系的非解析性质,使用离散差分算子发展理论是至关重要的。这些性质也是扭结孤子可能存在但不稳定的根本原因,与短程FPU模型不同。我们成功地比较这些近似的解析结果与数值模拟。
2017-08-06 nlin.PS nlin.SI physics.comp-ph
Optical Solitons in an Anisotropic Medium with Arbitrary Dipole Moments
我们发现拉克斯对系统的简化麦克斯韦-布洛赫方程,描述了传播的两个组成部分的极短的电磁脉冲通过介质中包含两个量子粒子的任意偶极矩。
2007-05-19 nlin.PS nlin.SI
Nondegenerate soliton solutions in certain coupled nonlinear Schrödinger systems
本文利用双线性化方法,对一类重要的可积双分量非线性Schr dinger型方程,给出了一类更一般的非退化孤子解.特别地,我们考虑耦合非线性薛定谔(CNLS)方程(包括聚焦和混合型非线性),相干耦合非线性薛定谔(CCNLS)方程和长波-短波共振相互作用(LSRI)系统。我们指出,所得到的孤子解的一般形式表现出新颖的轮廓结构比以前已知的简并孤子解对应于相同的波数在两个模式。我们表明,这种退化孤子解可以恢复从新导出的非退化孤子解的极限情况。
2019-12-09 nlin.PS nlin.SI
Bifurcations of solitary waves in a coupled system of long and short waves
Department of Mathematics and Statistics, McMaster University(麦克马斯特大学数学与统计系)
研究长波与短波耦合系统中孤立波的分岔行为,通过局部分岔分析揭示孤立波与线性薛定谔方程基态及激发态的关联,证明其为能量约束最小解。
2026-03-30 math.AP math.DS nlin.PS
Algebro-Geometric Constraints on Solitons with Respect to Quasi-Periodic Backgrounds
研究了准周期有限间隙Jacobi算子短程扰动散射数据所需满足的代数条件。作为我们的主要结果,我们提供了Poisson-Jensen型公式的透射系数的阿贝尔积分的基础超椭圆黎曼曲面,并给出了一个明确的条件,其单值性。此外,我们还建立了这种情况下散射数据与守恒量之间的迹公式。
2006-12-04 math-ph math.MP nlin.SI
Compound WKI-SP hierarchy and multiloop soliton solutions
该研究提出复合WKI-SP方程的广义层级,通过hodograph变换链关联MKdV-SG方程,得到一类复合WKI-SP方程的多回路孤子解并分析双回路孤子的参数影响。
2023-05-04 math-ph math.MP nlin.SI
Integrable full discretization of the multi-component short pulse equation
School of Mathematical and Statistical Sciences, The University of Texas Rio Grande Valley(德克萨斯大学里奥格兰德河谷分校数学与统计科学学院)
提出多分量短脉冲方程新形式,用Hirota双线性方法构造其N孤子解,推导可积半离散和全离散形式,全离散系统为数值模拟提供实用自适应移动网格方案,数值模拟验证方案准确性。
2026-09-01 math-ph math.MP nlin.SI
Rigorous analysis of large-space and long-time asymptotics for the short-pulse soliton gases
本文通过RH问题与最速下降法,严格分析了短脉冲方程孤子气体在大空间和长时间下的渐近行为,构造了分段g函数并针对端点与奇点采用不同参数化方法,推广了反射系数的两类广义形式。
2025-02-04 math-ph math.AP math.MP