A unified framework for linear thermo-visco-elastic wave propagation including the effects of stress-relaxation
A unified framework for linear thermo-visco-elastic wave propagation including the effects of stress-relaxation
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线性热粘弹性波传播的统一框架，包括应力松弛的影响
DOI：
10.1098/rspa.2022.0193
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
García Neefjes E
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
García Neefjes E
从守恒定律出发，提出了均匀线性热粘弹性（TVE）连续介质中波传播的统一框架。在自由空间中，这种介质具有两种热压缩模态和一种剪切模态。我们提供了相应波数的渐近近似，这有助于理解这些模式的分散，并考虑了常见的固体和流体以及软材料，其中蠕变柔性和应力松弛是重要的。我们进一步说明了如何通过该框架的特定限制推导出常用的更简单的声学/弹性耗散理论。因此，我们的框架允许我们：(i)同时模拟涉及流体和固体的界面，（ii）在给定的感兴趣配置中轻松量化热损失或粘性损失的影响。作为一个例子，将一般框架应用于两个完全接触的TVE半空间之间的界面散射的典型问题。为了说明这一点，我们提供了涉及空气、水、钢和橡胶的流固界面的结果，特别注意应力松弛的影响。
We present a unified framework for the study of wave propagation in homogeneous linear thermo-visco-elastic (TVE) continua, starting from conservation laws. In free-space such media admit two thermo-compressional modes and a shear mode. We provide asymptotic approximations to the corresponding wavenumbers which facilitate the understanding of dispersion of these modes, and consider common solids and fluids as well as soft materials where creep compliance and stress relaxation are important. We further illustrate how commonly used simpler acoustic/elastic dissipative theories can be derived via particular limits of this framework. Consequently, our framework allows us to: (i) simultaneously model interfaces involving both fluids and solids and (ii) easily quantify the influence of thermal or viscous losses in a given configuration of interest. As an example, the general framework is appliedto the canonical problem of scattering from an interface between two TVE half spaces in perfect contact. To illustrate, we provide results for fluid–solid interfaces involving air, water, steel and rubber, paying particular attention to the effects of stress relaxation.
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