Equazione di Korteweg-de Vries

In fisica matematica, l'equazione di Korteweg-de Vries (abbreviata in KdV) è un'equazione differenziale alle derivate parziali nonlineare utilizzata per modellare, tra le altre cose, le onde marine. Il sistema da essa descritto è integrabile.

Introdotta inizialmente da Joseph Boussinesq nel 1877[1], fu poi riscoperta da Diderik Korteweg e Gustav de Vries nel 1895.[2][3]

Lo studio dell'equazione si è notevolmente sviluppato dopo che Norman Zabusky e Martin D. Kruskal (1965) scoprirono, attraverso un algoritmo di integrazione numerica dell'equazione, la scomposizione delle soluzioni in solitoni. L'equazione ha trovato un gran numero di applicazioni alla fisica e ad altre scienze: dalle onde marine ai periodi di piena dei fiumi, fino alle onde sonore nei plasmi e nei cristalli. Può essere inoltre ottenuta nel limite continuo del problema di Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou.

Soluzione di onda cnoidale per l'equazione di Korteweg–de Vries, in termini del quadrato della funzione ellittica di Jacobi con parametro .
Soluzione numerica dell'equazione KdV () con condizione iniziale . Il calcolo è stato effettuato con il metodo di Zabusky-Kruskal.[4] L'onda cosinusoidale iniziale evolve in un pacchetto di onde solitoniche.
  1. ^ Boussinesq.
  2. ^ Korteweg-de Vries.
  3. ^ O. Darrigol, Worlds of Flow: A History of Hydrodynamics from the Bernoullis to Prandtl, Oxford University Press, 2005, p. 84, ISBN 978-0-19-856843-8.
  4. ^ N.J. Zabusky and M. D. Kruskal, Phy. Rev. Lett., 15, 240 (1965)

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