水平电场下界面波的Hamilton原理与多尺度建模

Abstract

本文研究水平电场下两层电介质流体间界面波动的多尺度建模.首先对此系统的Hamilton原理给出详细证明;然后基于Hamilton结构和Dirichlet–Neumann算子的解析性质,将Hamilton量中的动能与电势能展开成收敛级数形式并确定截断阶数,最后通过计算截断后近似总能量的变分导数得到约化模型.上述过程对该问题给出了一套建立多尺度非线性模型的系统方法.文章再以“上层深水、下层浅水”为例详细阐述了多尺度建模的全过程,并利用修正的Petviashvili迭代方法计算了新模型中的非线性相干结构.本文所发展的渐近分析技巧不同于之前的工作,其优点在于所导出的约化模型自然保留能量守恒的性质;同时,本文亦将原有结果推广至三维情形