A study on analytical solutions and conservation laws of the cgKP occurring in straits

无穷小 守恒定律 孤子 不变(物理) 非线性系统 齐次空间 多样性(控制论) 对称(几何) 经典力学 物理 数学分析 数学 法学 数学物理 几何学 量子力学 统计 政治学
作者
Shitesh Shukla,Mukesh Kumar,Raj Kumar
出处
期刊:Physica Scripta [IOP Publishing]
卷期号:98 (12): 125238-125238 被引量:1
标识
DOI:10.1088/1402-4896/ad0bbe
摘要

Abstract The (2+1)-KP equation in its canonical generalized form i.e. cgKP relates to water waves that propagate exclusively in straits or rivers, as opposed to unbounded surfaces such as oceans. The cgKP, an example of a complex nonlinear system, is solved analytically in this article. To solve analytically the cgKP, the Lie symmetries are generated to get several novel invariant solutions to the cgKP, which are rare as far as the authors are aware. The cgKP reduces to an equivalent PDE with fewer independent variables than the original PDE. Animation profiles are utilized to better understand the obtained solutions, and they reflect transition from doubly solitons to single soliton; transition from negatons to positons and negatons; single solitons and multi solitons; annihilation of multi solitons; elastic parabolic profiles; single front parabolic and positons; multi-negatons on flat surface, and fusion of multi solitons wave types. Because of the presence of arbitrary functions in infinitesimal transformations, the Lie symmetry method has the potential to provide more variety in solutions. When compared to previously published findings, this study convincingly highlights the originality of the solutions. In the future, without assuming any relation among the arbitrary functions involved in infinitesimals, someone can explore the possibility of some more solutions. The physical character of the analytical results could help coastal engineers develop models of coastlines and ports in the current study.
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