Программа курса
Нелинейные волновые процессы (48 ч.)
ВВЕДЕНИЕ.
Предмет курса лекций. Круг рассматриваемых задач. Связь с другими науками.
РАЗРЫВНЫЕ И НЕПРЕРЫВНЫЕ НЕЛИНЕЙНЫЕ ВОЛНЫ В СРЕДАХ БЕЗ ДИСПЕРСИИ.
Ударные волны в среде без дисперсии. Условия формирования разрава. Кинематические волны. Пучок невзаимодействующих частиц. Многопотоковое движение, опрокидывание волны. Простые волны в сплошной среде. Ионно звуковые простые волны в длинноволновом приближении.
ПЕЛИНЕЙНЫЕ ВОЛНЫ В СРЕДАХ С ДИССИПАЦИЕЙ.
Уравнение Бюргерса, стационарное и нестационарные решения его. Основные свойства нелинейных волновых диссипативных процессов. Возбуждение ударной ионно звуковой волны в слабо ионизированной плазме.
НЕЛИНЕЙНЫЕ ВОЛНЫ В СРЕДАХ С ДИСПЕРСИЕЙ.
Ионный звук в изотропной горячей плазме.Система уравнений Буссинеска. Уравнение Кортевега- де Вриза (КдВ). Законы сохранения для уравнения КдВ. Стационарные (солитон и периодические) решения. Нестационарные решения уравнения КдВ, Обратная задача рассеяния Гельфанда- Левитана- Марченко. Эволюция начального возмущения, относительная роль нелинейности и дисперсии. Черенковское излучение солитонов. Сильная нелинейность и сильная дисперсия, нелинейный ионный звук, критическое ионное число Маха.Преобразование Беклунда. Теорема перестановочности. Преобразование Хироты. Уравнение Уизема и свойства решений этого уравнения.
НЕЛИНЕЙНАЯ   ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ  ОПТИКА И ЕЕ ОБЩЕНИЕ.
Приближение нелинейной геометрической оптики. Критерий неустойчивости стационарных волн. Эволюция волн огибающих в гидродинамическом приближении. Нелинейное параболическое уравнение. Самофокусировка и самосжатие волн. Сила Миллера. Ленгмюровский солитон. Влияние нелинейности и дифракции на самомодуляционную неустойчивость. Кубическое уравнение Шредингера, стационарные и нестационарные решения.Метод обратной задачи рассеяния Захарова- Щабота.
ДИНАМИКА ОДНОМЕРНЫХ СИЛЬНЫХ УДАРНЫХ ВОЛН.
Распространение сильной одномерной ударной волны в нерегулярном волноводе. Правило характеристик Уизема. Сильная одномерная ударная волна в неоднородной среде.
ДИНАМИКА НЕОДНОМЕРНЫХ СИЛЬНЫХ УДАРНЫХ ВОЛН.
Основные соотношения. Геометрическая динамика двумерной сильной ударной влолны. Распространение волн вдоль по фронту ударной волны. Вторичные ударные волны. Дифракция сильных ударных волн.
РАСПРОСТРАНЕНИЕ СЛАБЫХ НЕСТАЦИОНАРНЫХ НЕЛИНЕЛИНЕЙНЫХ ВОЛН.
Приближенный учет нелинейности при распространении волн малой интенсивности. Образование ударной волны и эволюция ее. Слабая ударная волна в неоднородной атмосфере. Обтекание тонких тел, звуковой удар.
ВАРИАЦИОННЫЙ МЕТОД УИЗЕМА.
Вариационный подход к линейным задачам. Вариационный метод Уизема в нелинейной теории. Описание слабой нелинейности. Характеристические формы уравнений. Расщепление групповой скорости.
Литература
1. Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны. М. Мир. 1977.
2. Кадомцев Б.Б. Коллективные явления в плазме. М Наука. 1976.
3. Карпман В.И. Нелинейные волны в диспергирующих средах. М. Физматгиз. 1973.
4. Рабинович М.И. Трубецков Д.И. Введение в теорию колебаний и волн. М. Наука. 1984.
5. Виноградова М.Б.. Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. М. Наука. 1979.
6. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Гидродинамика. М. Наука. 1986.

Программу составил - профессор Павлов В.А.