Аннотация:
В данной работе рассматривается взаимодействие кинка уравнения $\phi^4$ с двумя протяженными одинаковыми примесями. Протяженная примесь описывается с помощью функции прямоугольного вида. Анализируется случай притягивающей примеси. С помощью аналитических методов рассматривается случай малых амплитуд локализованных волн, когда возможно провести линеаризацию уравнений движения. Для численного решения использовался метод прямых для уравнений в частных производных. Для нахождения частот колебаний, локализованных на примесях волн, используется дискретное преобразование Фурье. Кинк запускался в направлении примесей с разными начальными скоростями. Изменялось также расстояние между двумя примесями. Показано, что при взаимодействии кинка с примесями на них возбуждаются долгоживущие локализованные волны бризерного типа. Исследована их структура и связанная динамика. Определено, как, изменяя параметры примесей и расстояние между ними, можно управлять типом и динамическими параметрами связанных колебаний, локализованных на примесях волн. Найдены возможные решения в виде синфазных, антифазных колебаний, в виде биений. Колебания локализованных волн происходят с излучением волн малой амплитуды. Спектр этих излучений состоит из двух частот. Первая приближенно равна $\sqrt{2}$, что соответствует величине частоты для хвоста воблингбризера уравнения $\phi^4$ . Вторая приближенно равна удвоенной частоте колебаний примесных мод. Найдено (как аналитически, так и численно) наличие двух возможных частот для связанных локализованных колебаний. Показано, что частоты сильно зависят от расстояния между примесями. С увеличением расстояния между примесями частоты сливаются в одну — частоту, полученную для случая одиночной примеси. Найденные численно и аналитически зависимости частот от расстояния между примесями хорошо совпадают для больших расстояний, когда взаимодействие между примесями слабое, и начинают заметно отличаться при малых расстояниях, когда взаимодействие между примесями сильное. Аналитическое значение величин полученных частот всегда больше численных. Показано, что зависимость амплитуды локализованных волн от начальной скорости кинка имеет несколько минимумов и максимумов.
Работа выполнена в рамках государственного задания, соглашение № 075-03-2024-123/1 от 15.02.2024, тема № 324-21.
Поступила в редакцию: 07.03.2025 Исправленный вариант: 22.04.2025 Принята в печать: 25.04.2025
Тип публикации:
Статья
УДК:
530.182.1
Образец цитирования:
М. И. Фахретдинов, Е. Г. Екомасов, “Локализованные волны уравнения $\phi^4$ в модели с двумя протяженными примесями”, Компьютерные исследования и моделирование, 17:3 (2025), 437–449
\RBibitem{FakEko25}
\by М.~И.~Фахретдинов, Е.~Г.~Екомасов
\paper Локализованные волны уравнения $\phi^4$ в модели с двумя протяженными примесями
\jour Компьютерные исследования и моделирование
\yr 2025
\vol 17
\issue 3
\pages 437--449
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/crm1278}
\crossref{https://doi.org/10.20537/2076-7633-2025-17-3-437-449}