Document
Exact analytical solutions of some nonlinear evoloution equation
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2018
Language
English
Subject
English abstract
We study analytical solutions of certain nonlinear evolution equations using G' /G-expansion method and tanh-coth method. The Gf/G-expansion method has been used to obtain exact analytical solutions of the generalized shallow water wave equations, the Whitham-Broer-Kaup equation and one and two space dimensional fifth order PDEs. Soliton solutions, kink solutions and singular solutions have been obtained. The tanh-oth method has been employed to derive solutions of KDV equation, mKDV equation, generalized KJV equation, potential KDV equation and the Gardner equation. Soliton solutions in terms of sech function, kink solutions in terms of tanh function, singular solutions in terms of coth or csch functions and periodic solutions in terms of trigonometric functions have been derived for all equations under consideration.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
تتناول هذه الدراسة الحلول التحليلية لأحد أنواع المعادلات التفاضلية الجزئية تدعى معادلات التطور اللاخطية والتي لها تطبيقات في مختلف علوم الفيزياء والطبيعة، حيث تتضمن. هذه المعادلات متغيران مستقلان هما المسافة والزمن، وستركز هذه الدراسة على ايجاد نوع هام من الحلول التحليلية الدقيقة يتمثل في صورة موجة سوليتونية أو منعزلة لمجموعة من المعادلات اللاخطية، وسيتم حل هذه المعادلات باستخدام طريقتين مختلفتين هما طريقة متتالية أو متسلسلة ( G / G ) و طريقة دالة الظل الزائدي - ظل التمام الزائدي.
يتضمن الفصل الثاني من الدراسة حل معادلات وأنظمة الأخطية باستخدام طريقة متتالية أو متسلسلة ( G / G )، وتشمل هذه المعادلات مایلي: المعادلة العامة لموجة المياه الضحلة، و نموذج ويذام بروير كاوب، والمعادلة التفاضلية الجزئية ذات بعد واحد (1+1) من الدرجة الخامسة، والمعادلة التفاضلية الجزئية ذات بعدين من الدرجة الخامسة، ونظام المعادلات التفاضلية الجزئية ذات بعدين من الدرجة الثالثة، وتم التوصل من خلال حل هذه المعادلات إلى حلول تمثل موجات سوليتونية (Soliton) في صيغة دالة القاطع الزائدي مرفوعة لقوة موجبة، وحلول تمثل موجات ملتوية أو معقوفة (Kink) في صيغة دالة الظل الزائدي مرفوعة لقوة فردية موجبة، وحلول منفردة شاذة تمثل موجات في صيغة ظل التمام الزائدي أو قاطع التمام الزائدي مرفوعان لقوة موجبة.
أما الفصل الثالث فيتضمن استخلاص حلول لمعادلات كورتیواج دي فرايز (KdV) اللاخطية باستخدام طريقة الظل الزائدي - ظل التمام الزائدي، حيث تم حل المعادلة القياسية لكورتيواج دي فرایز، والمعادلة المعدلة لكورتیواج دي فرایز، والمعادلة الوضعية لكورتیواج دي فرايز، والمعادلة العامة لكورتيواج دي فرايز، ومعادلة جاردنر، وتم الحصول من خلالها على حلول تمثل موجات سوليتونية في صيغة دالة القاطع الزائدي مرفوعة لقوة موجبة، وحلول تمثل موجات ملتوية أو معقوفة (Kink) في صيغة دالة الظل الزائدي مرفوعة لقوة فردية موجبة، وحلول منفردة شاذة تمثل موجات في صيغة ظل التمام الزائدي أو قاطع التمام الزائدي مرفوعان لقوة موجبة، كما أمكن الحصول على حلول دورية في صيغة دوال مثلثية عند حل جميع الأمثلة السابقة، كذلك تم توضيح بعض النتائج باستخدام الرسم الثلاثي الأبعاد للموجات المختلفة.
يتضمن الفصل الثاني من الدراسة حل معادلات وأنظمة الأخطية باستخدام طريقة متتالية أو متسلسلة ( G / G )، وتشمل هذه المعادلات مایلي: المعادلة العامة لموجة المياه الضحلة، و نموذج ويذام بروير كاوب، والمعادلة التفاضلية الجزئية ذات بعد واحد (1+1) من الدرجة الخامسة، والمعادلة التفاضلية الجزئية ذات بعدين من الدرجة الخامسة، ونظام المعادلات التفاضلية الجزئية ذات بعدين من الدرجة الثالثة، وتم التوصل من خلال حل هذه المعادلات إلى حلول تمثل موجات سوليتونية (Soliton) في صيغة دالة القاطع الزائدي مرفوعة لقوة موجبة، وحلول تمثل موجات ملتوية أو معقوفة (Kink) في صيغة دالة الظل الزائدي مرفوعة لقوة فردية موجبة، وحلول منفردة شاذة تمثل موجات في صيغة ظل التمام الزائدي أو قاطع التمام الزائدي مرفوعان لقوة موجبة.
أما الفصل الثالث فيتضمن استخلاص حلول لمعادلات كورتیواج دي فرايز (KdV) اللاخطية باستخدام طريقة الظل الزائدي - ظل التمام الزائدي، حيث تم حل المعادلة القياسية لكورتيواج دي فرایز، والمعادلة المعدلة لكورتیواج دي فرایز، والمعادلة الوضعية لكورتیواج دي فرايز، والمعادلة العامة لكورتيواج دي فرايز، ومعادلة جاردنر، وتم الحصول من خلالها على حلول تمثل موجات سوليتونية في صيغة دالة القاطع الزائدي مرفوعة لقوة موجبة، وحلول تمثل موجات ملتوية أو معقوفة (Kink) في صيغة دالة الظل الزائدي مرفوعة لقوة فردية موجبة، وحلول منفردة شاذة تمثل موجات في صيغة ظل التمام الزائدي أو قاطع التمام الزائدي مرفوعان لقوة موجبة، كما أمكن الحصول على حلول دورية في صيغة دوال مثلثية عند حل جميع الأمثلة السابقة، كذلك تم توضيح بعض النتائج باستخدام الرسم الثلاثي الأبعاد للموجات المختلفة.
Category
Theses and Dissertations