一维颗粒链中相向碰撞孤波的相移研究

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颗粒物质普遍存在于自然界中,表现出丰富的物理学性质,既有固体的性质,同时又具有液体甚至气体的性质。再加上颗粒系统本身的离散性,孤波在一维颗粒链中传播有着丰富的内容和许多有趣的现象,对孤波在一维颗粒链中的传播的研究有利于更加深入的了解颗粒系统及颗粒间的非线性相互作用,同时对多维系统的研究奠定基础。  本文运用计算机模拟研究了一维颗粒链中相向碰撞的孤立波相位移动问题。重点研究了颗粒的离散性对孤波碰撞后产生相位移动的影响。结果发现,两相等波速的相向孤波分别在偶数链和奇数链中发生碰撞时,与未碰撞的参考孤波相比,碰撞后的孤波相位都发生了变化,而且奇数链中相位移动略大于偶数链中相位移动。延迟反向孤波进入颗粒链的时间,模拟发现孤波的相位移动不仅与孤波在颗粒链中的碰撞位置有关,而且与测量相位的位置有关。随孤波碰撞位置在颗粒链中沿正向波传播方向偏移,碰后相位移动的大小和孤波的能量都呈周期性变化,其周期正是孤波通过一个颗粒的时间。改变反向波的速度,发现当反向孤波波速较大时,随着该波速的增加,相位移动的大小呈振荡性增大。运用二体碰撞近似理论计算偶数链和奇数链中孤波碰撞后产生的相位移动,结果与计算机模拟一致,也与Francisco等人的实验结果相符合。
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