وثيقة

A one-dimensional model of thermo-electroelasticity in extended thermodynamics.

المعرف
DOI: http://dx.doi.org/10.24200/squjs.vol23iss1pp1-7
المصدر
Sultan Qaboos University Journal for Science. v. 23, no. 1, p. 1-7.
المساهمون
عناوين أخرى
نموذج أحادي البعد لنظرية المرونة الكهروحرارية في إطار الديناميكا الحرارية الموسعة.
الدولة
Oman.
مكان النشر
Muscat.
الناشر
College of Science, Sultan Qaboos University.
ميلادي
2018-05-06
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
The subject of thermo-electroelasticity involves many complications due to the multiple ways in which the mechanical, thermal and electric fields can interact, some of these involving non-linearities. In extended thermodynamics, an additional difficulty arises due to the requirement of finiteness of the speed of propagation of the thermal disturbances. This implies, as may be observed in the extensive literature on the subject, a re-visiting of the basic postulates of thermodynamics, ultimately leading to the desired generalization. There are only a few nonlinear models dealing with this subject. In order to consider general nonlinear models, it is necessary to study linear ones first, as they represent most of the basic features of the studied phenomena. This is particularly true when the problem is tackled numerically through iteration methods, in which case the starting field equations are linear. Here we study a one-dimensional system of equations of thermo-electroelasticity in extended thermodynamics and in the quasi-electrostatic regime. The nonlinear equations are given for reference only. The mixed character, parabolic-hyperbolic, of the associated linear system is established through the study of the characteristic curves. Two speeds of wave propagation are given in evidence, one for the usual coupled thermoelastic wave, and the other for a second sound. Parabolicity is due to the quasi-static distribution of the electric field. An example concerning the half-space is treated numerically by the Cranck-Nicolson method. The curves presented clearly illustrate the propagation of two types of waves, the usual coupled thermoelastic wave, and a faster wave generated by the second sound. It is hoped that the present study will clarify the basic features of the solution, as a prelude to tackling more sample, nonlinear equations.
ISSN
2414-536X
الملخص العربي
يتضمن موضوع المرونة الحرارية الكهربائية العديد من التعقيدات بسبب الطرق المتعددة التي يمكن أن تتفاعل بها المجالات الميكانيكية والحرارية والكهربائية، وبعضها يتضمن عدم الخطية. في الديناميكا الحرارية الموسعة، تنشأ صعوبة إضافية بسبب متطلبات محدودية سرعة انتشار الاضطرابات الحرارية. وهذا يعني، كما يمكن ملاحظته في الأدبيات الواسعة حول هذا الموضوع، إعادة النظر في المسلمات الأساسية للديناميكا الحرارية، مما يؤدي في النهاية إلى التعميم المطلوب. لا يوجد سوى عدد قليل من النماذج غير الخطية التي تتناول هذا الموضوع. ومن أجل النظر في النماذج غير الخطية العامة، لا بد من دراسة النماذج الخطية أولا، لأنها تمثل معظم السمات الأساسية للظواهر المدروسة. وهذا صحيح بشكل خاص عندما تتم معالجة المشكلة عدديًا من خلال طرق التكرار، وفي هذه الحالة تكون معادلات حقل البداية خطية.
نحن هنا ندرس نظامًا أحادي البعد لمعادلات المرونة الكهربائية الحرارية في الديناميكا الحرارية الموسعة وفي النظام شبه الكهروستاتيكي. يتم إعطاء المعادلات غير الخطية كمرجع فقط. يتم تحديد الطابع المختلط، القطع المكافئ القطعي، للنظام الخطي المرتبط من خلال دراسة المنحنيات المميزة. تم تقديم سرعتين لانتشار الموجة، واحدة للموجة المرنة الحرارية المقترنة المعتادة، والأخرى للصوت الثاني. يرجع القطع المكافئ إلى التوزيع شبه الثابت للمجال الكهربائي. يتم التعامل مع مثال يتعلق بنصف المساحة عدديًا باستخدام طريقة كرانك-نيكولسون. توضح المنحنيات المقدمة بوضوح انتشار نوعين من الموجات، الموجة المرنة الحرارية المقترنة المعتادة، والموجة الأسرع الناتجة عن الصوت الثاني. ومن المؤمل أن توضح الدراسة الحالية السمات الأساسية للحل، كمقدمة لمعالجة المزيد من المعادلات غير الخطية النموذجية.
قالب العنصر
مقالات الدوريات

مواد أخرى لنفس الموضوع

مقالات الدوريات
4
0
Khudaish, Emad A.
College of Science, Sultan Qaboos University.
2021-01-24
الرسائل والأطروحات الجامعية
0
0
Al-Ismaili, Abdulrahim Mohammed.
Sultan Qaboos University
2003