An essential mathematical structure that demonstrates the nonlinear short-wave movement across the ferromagnetic materials having zero conductivity in an exterior region is known as the fractional stochastic Kraenkel–Manna–Merle system. In this article, we extract abundant wave structure closed-form soliton solutions to the fractional stochastic Kraenkel–Manna–Merle system with some important analyses, such as bifurcation analysis, chaotic behaviors, sensitivity, and modulation instability. This fractional system renders a substantial impact on signal transmission, information systems, control theory, condensed matter physics, dynamics of chemical reactions, optical fiber communication, electromagnetism, image analysis, species coexistence, speech recognition, financial market behavior, etc. The Sardar sub-equation approach was implemented to generate several genuine innovative closed-form soliton solutions. Additionally, phase portraiture of bifurcation analysis, chaotic behaviors, sensitivity, and modulation instability were employed to monitor the qualitative characteristics of the dynamical system. A certain number of the accumulated outcomes were graphed, including singular shape, kink-shaped, soliton-shaped, and dark kink-shaped soliton in terms of 3D and contour plots to better understand the physical mechanisms of fractional system. The results show that the proposed methodology with analysis in comparison with the other methods is very structured, simple, and extremely successful in analyzing the behavior of nonlinear evolution equations in the field of fractional PDEs. Assessments from this study can be utilized to provide theoretical advice for improving the fidelity and efficiency of soliton dissemination.

Solitary waves, inherent in nonlinear wave equations, manifest across various physical systems like water waves, optical fibers, and plasma waves. In this study, we present this type of wave solution within the integrable Mikhailov–Novikov–Wang (MNW) equation, an integrable system known for representing localized disturbances that persist without dispersing, retaining their form and coherence over extended distances, thereby playing a pivotal role in understanding nonlinear dynamics and wave phenomena. Beyond this innovative work, we examine the stability and modulation instability of its gained solutions. These new solitary wave solutions have potential applications in telecommunications, spectroscopy, imaging, signal processing, and pulse modeling, as well as in economic systems and markets. To derive these solitary wave solutions, we employ two effective methods: the improved Sardar subequation method and the (℧′/℧, 1/℧) method. Through these methods, we develop a diverse array of waveforms, including hyperbolic, trigonometric, and rational functions. We thoroughly validated our results using Mathematica software to ensure their accuracy. Vigorous graphical representations showcase a variety of soliton patterns, including dark, singular, kink, anti-kink, and hyperbolic-shaped patterns. These findings highlight the effectiveness of these methods in showing novel solutions. The utilization of these methods significantly contributes to the derivation of novel soliton solutions for the MNW equation, holding promise for diverse applications throughout different scientific domains.

In this research, we discussed the different chaotic phenomena, sensitivity analysis, and bifurcation analysis of the planer dynamical system by considering the Galilean transformation to the Lonngren wave equation (LWE) and the (2 + 1)-dimensional stochastic Nizhnik–Novikov–Veselov System (SNNVS). These two important equations have huge applications in the fields of modern physics, especially in the electric signal in data communication for LWE and the mechanical signal in a tunnel diode for SNNVS. A different chaotic nature with an additional perturbed term was also highlighted. Concerning the theory of the planer dynamical system, the bifurcation analysis incorporating phase portraits of the dynamical systems of the declared equations was performed. Additionally, a sensitivity analysis was used to monitor the sensitivity of the mentioned equations. Also, we extracted new, abundant solitary wave structures with the graphical phenomena of the mentioned nonlinear mathematical models. By conducting an expansion method on the abovementioned equations, we generated three types of soliton structures, which are rational function, trigonometric function, and hyperbolic function. By simulating the 3D, contour, and 2D graphs of these obtained solitons, we scrutinized the behavior of the waves affecting the nonlinear terms. The figures show that the solitary waves obtained from LWE are efficient in analyzing electromagnetic wave signals in the cable lines, and the solitary waves from SNNVS are essential in any stochastic system like a sound wave. Moreover, by taking some values of the parameters, we found some interesting soliton shapes, such as compaction soliton, singular periodic solution, bell-shaped soliton, anti-kink-shaped soliton, one-sided kink-shaped soliton, and some flat kink-shaped solitons, etc. This article will have a great impact on nonlinear science due to the new solitary wave structures with different complex phenomena, sensitivity analysis, and bifurcation analysis.