Analytical optical solutions to the nonlinear Zakharov system via logarithmic transformation
- 1. Communication University of China
- 2. King Khalid University
- 3. Azarbaijan Shahid Madani University
- 4. Duy Tan University
- 5. China Medical University Hospital
- 6. China Medical University
- 7. University of Venda
- 8. Bahçeşehir University
Description
In the past few years, there has been a growing interest in investigating the search for solitary wave solutions in the realm of nonlinear partial differential equations. This endeavor represents a captivating and challenging area of research. The primary objective of this study is to investigate the nonlinear Zakharov system through a comprehensive analysis that integrates logarithmic transformations and the symbolic structures of exponential functions. The nonlinear Zakharov system holds remarkable importance as a fundamental cornerstone in the field of plasma physics, derived from the profound intellect of esteemed mathematicians and physicists. By examining a diverse range of solution forms including trigonometric, hyperbolic, and rational expressions, this research delves into the complexities of plasma behavior. Notably, the introduction of arbitrarily selected constants imbues these solutions with a multifaceted and dynamic nature. In support of the findings, the article presents several numerical simulations that align with the derived solutions. The utilized methods stand out for being simple, reliable, and capableof creating fresh solutions for nonlinear partial differential equations in the realm of mathematical physics. Other significance of this research lies in its introduction of innovative methodologies previously unexplored in the study of this particular model, thereby broadening the scientific toolkit. Moreover, the versatility of these techniques offers the potential for seamless adaptation in addressing various other nonlinear partial differential equations.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
في السنوات القليلة الماضية، كان هناك اهتمام متزايد بالتحقيق في البحث عن حلول الموجة الانفرادية في مجال المعادلات التفاضلية الجزئية غير الخطية. يمثل هذا المسعى مجالًا جذابًا وصعبًا للبحث. الهدف الأساسي من هذه الدراسة هو التحقيق في نظام زاخاروف غير الخطي من خلال تحليل شامل يدمج التحولات اللوغاريتمية والهياكل الرمزية للوظائف الأسية. يتمتع نظام زاخاروف غير الخطي بأهمية ملحوظة باعتباره حجر الزاوية الأساسي في مجال فيزياء البلازما، المستمد من الفكر العميق لعلماء الرياضيات والفيزياء المحترمين. من خلال فحص مجموعة متنوعة من أشكال الحلول بما في ذلك التعبيرات المثلثية والزائدية والعقلانية، يتعمق هذا البحث في تعقيدات سلوك البلازما. والجدير بالذكر أن إدخال الثوابت المختارة بشكل تعسفي يضفي على هذه الحلول طبيعة متعددة الأوجه وديناميكية. لدعم النتائج، تقدم المقالة العديد من المحاكاة العددية التي تتوافق مع الحلول المشتقة. تبرز الطرق المستخدمة لكونها بسيطة وموثوقة وقادرة على خلق حلول جديدة للمعادلات التفاضلية الجزئية غير الخطية في مجال الفيزياء الرياضية. وتكمن الأهمية الأخرى لهذا البحث في تقديمه لمنهجيات مبتكرة لم يتم استكشافها سابقًا في دراسة هذا النموذج بالذات، وبالتالي توسيع مجموعة الأدوات العلمية. علاوة على ذلك، يوفر تعدد استخدامات هذه التقنيات إمكانية التكيف السلس في معالجة مختلف المعادلات التفاضلية الجزئية غير الخطية الأخرى.Translated Description (French)
Au cours des dernières années, il y a eu un intérêt croissant pour étudier la recherche de solutions d'ondes solitaires dans le domaine des équations aux dérivées partielles non linéaires. Cet effort représente un domaine de recherche captivant et stimulant. L'objectif principal de cette étude est d'étudier le système de Zakharov non linéaire à travers une analyse complète qui intègre les transformations logarithmiques et les structures symboliques des fonctions exponentielles. Le système non linéaire de Zakharov revêt une importance remarquable en tant que pierre angulaire fondamentale dans le domaine de la physique des plasmas, dérivée de l'intellect profond de mathématiciens et de physiciens estimés. En examinant une gamme diversifiée de formes de solutions, y compris les expressions trigonométriques, hyperboliques et rationnelles, cette recherche explore les complexités du comportement du plasma. Notamment, l'introduction de constantes arbitrairement sélectionnées confère à ces solutions un caractère multiforme et dynamique. À l'appui des résultats, l'article présente plusieurs simulations numériques qui s'alignent sur les solutions dérivées. Les méthodes utilisées se distinguent par leur simplicité, leur fiabilité et leur capacité à créer de nouvelles solutions pour les équations aux dérivées partielles non linéaires dans le domaine de la physique mathématique. Une autre signification de cette recherche réside dans l'introduction de méthodologies innovantes jusque-là inexplorées dans l'étude de ce modèle particulier, élargissant ainsi la boîte à outils scientifique. De plus, la polyvalence de ces techniques offre le potentiel d'une adaptation transparente dans l'adressage de diverses autres équations aux dérivées partielles non linéaires.Translated Description (Spanish)
En los últimos años, ha habido un creciente interés en investigar la búsqueda de soluciones de ondas solitarias en el ámbito de las ecuaciones diferenciales parciales no lineales. Este esfuerzo representa un área de investigación cautivadora y desafiante. El objetivo principal de este estudio es investigar el sistema no lineal de Zakharov a través de un análisis exhaustivo que integra las transformaciones logarítmicas y las estructuras simbólicas de las funciones exponenciales. El sistema no lineal de Zakharov tiene una importancia notable como piedra angular fundamental en el campo de la física del plasma, derivado del profundo intelecto de estimados matemáticos y físicos. Al examinar una amplia gama de formas de solución que incluyen expresiones trigonométricas, hiperbólicas y racionales, esta investigación profundiza en las complejidades del comportamiento del plasma. En particular, la introducción de constantes seleccionadas arbitrariamente imbuye a estas soluciones un carácter multifacético y dinámico. En apoyo de los hallazgos, el artículo presenta varias simulaciones numéricas que se alinean con las soluciones derivadas. Los métodos utilizados se destacan por ser simples, confiables y capaces de crear nuevas soluciones para ecuaciones diferenciales parciales no lineales en el ámbito de la física matemática. Otra importancia de esta investigación radica en la introducción de metodologías innovadoras previamente inexploradas en el estudio de este modelo en particular, ampliando así el conjunto de herramientas científicas. Además, la versatilidad de estas técnicas ofrece la posibilidad de una adaptación perfecta para abordar otras ecuaciones diferenciales parciales no lineales.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الحلول البصرية التحليلية لنظام زاخاروف غير الخطي عن طريق التحويل اللوغاريتمي
- Translated title (French)
- Solutions optiques analytiques au système non linéaire de Zakharov par transformation logarithmique
- Translated title (Spanish)
- Soluciones ópticas analíticas al sistema Zakharov no lineal mediante transformación logarítmica
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4390278429
- DOI
- 10.1016/j.rinp.2023.107298
References
- https://openalex.org/W2008586251
- https://openalex.org/W2018226674
- https://openalex.org/W2055108416
- https://openalex.org/W2536415330
- https://openalex.org/W2771037446
- https://openalex.org/W2792701758
- https://openalex.org/W2796990500
- https://openalex.org/W2887404322
- https://openalex.org/W2908453249
- https://openalex.org/W2909143058
- https://openalex.org/W2921938266
- https://openalex.org/W2955319810
- https://openalex.org/W2960702980
- https://openalex.org/W2981232923
- https://openalex.org/W2985178249
- https://openalex.org/W3005336675
- https://openalex.org/W3019538054
- https://openalex.org/W3024925239
- https://openalex.org/W3094776010
- https://openalex.org/W3106568500
- https://openalex.org/W3107438720
- https://openalex.org/W3111181797
- https://openalex.org/W3115501499
- https://openalex.org/W3125115167
- https://openalex.org/W3135949739
- https://openalex.org/W3139536780
- https://openalex.org/W3142676353
- https://openalex.org/W3153189436
- https://openalex.org/W3157740609
- https://openalex.org/W3161084511
- https://openalex.org/W3163984088
- https://openalex.org/W3173291906
- https://openalex.org/W3176599531
- https://openalex.org/W3193225244
- https://openalex.org/W3195428251
- https://openalex.org/W3200478524
- https://openalex.org/W3204364462
- https://openalex.org/W3211810170
- https://openalex.org/W4210907452
- https://openalex.org/W4214742331
- https://openalex.org/W4220956951
- https://openalex.org/W4221016158
- https://openalex.org/W4224252009
- https://openalex.org/W4226021046
- https://openalex.org/W4226382147
- https://openalex.org/W4280508588
- https://openalex.org/W4283382182
- https://openalex.org/W4285389174
- https://openalex.org/W4290040417
- https://openalex.org/W4292002642
- https://openalex.org/W4292882006
- https://openalex.org/W4294352899
- https://openalex.org/W4296741939
- https://openalex.org/W4303183332
- https://openalex.org/W4307712198
- https://openalex.org/W4312820523
- https://openalex.org/W4313431134
- https://openalex.org/W4319078840
- https://openalex.org/W4321482210
- https://openalex.org/W4361215068
- https://openalex.org/W4366503819
- https://openalex.org/W4367694352
- https://openalex.org/W4377235225
- https://openalex.org/W4379988080
- https://openalex.org/W4383337821
- https://openalex.org/W4383752535
- https://openalex.org/W4384786407
- https://openalex.org/W4385062256
- https://openalex.org/W4386349729
- https://openalex.org/W4387046400
- https://openalex.org/W4387096175
- https://openalex.org/W4387423216
- https://openalex.org/W4387448771
- https://openalex.org/W4387469052
- https://openalex.org/W4389687615