刘维尔方程

更新时间:2024-07-03 08:12

在数学中,刘维尔方程(Liouville equation),又称刘维 - 布拉-盖尔芬德方程(Liouville-Bratu-Gelfand equation)是一个非线性特征值泊松方程,以数学家约瑟夫·刘维尔(Joseph Liouville)、布拉图和以色列格尔芬德命名。方程式为:▽2ψ+λeψ=0

定义

在数学中,刘维尔方程(Liouville equation),又称刘维 - 布拉-盖尔芬德方程(Liouville-Bratu-Gelfandequation)是一个非线性特征值泊松方程,以数学家约瑟夫·利维尔(Joseph Liouville)、布拉图和以色列格尔芬德命名。方程式为:▽2ψ+λeψ=0。

此方程式出现在弗兰克 - Kamenetskii理论的热失控中以及钱德拉塞卡方程的天体物理学中。 这个方程还描述了发光线周围的空间电荷,并描述了行星状星云

刘维尔方程解

在笛卡尔坐标(x,y)的二维平面中,约瑟夫·柳维尔在1853年提出了一个方程,

其中f(z)= u + iv是z = x + iy的任意分析函数。 1915年, Walker通过假设f(z)的形式找到了一个解。 如果,那么Walker的解

其中a是一些有限的半径。 这个解在任何n趋向的无穷远处衰减,但在n <1的原点处变为无穷大,在n = 1的起始处变得有限。 沃克还在1915年的文章中提出了两个解。

径向对称形式

如果要研究的系统是径向对称的,则n维度中的等式变为

其中r是与原点的距离。 有边界条件

对于λ≥0,该解仅适用于[0,λc],其中λc是重要的参数。重要的参数是λc=0.88, n = 1,λc= 2,n = 2。对于n = 1, 2,存在两个解,对于3≤n≤9,许多解,存在于围绕λ=2(n-2)摆动的解。对于n≥10,解是唯一的

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