Nonlineer Sh Dalgalarının Bir İnce Tabaka İle Kaplı Sıkıştırılamaz Hiperelastik Bir Tabakada Yayılması

Abstract

Bu çalışmada malzeme özellikleri farklı ince tabaka ile kaplı bir sonlu tabakanın bulunduğu elastik bir tabakalı ortamda nonlineer SH dalgalarının yayılması problemi incelenmiştir. Farklı elastik malzemelerden oluşan sonlu ve düzgün kalınlıklı iki tabakanın bulunduğu elastik bir tabakalı ortamda nonlineer SH dalgalarının yayılmasını betimleyen hareket denklemleri ve sınır koşullarından yola çıkılmış, bu denklemler ve sınır koşulları ince tabaka varsayımı altında yaklaştırılmıştır. Yaklaşım sonucunda yalnızca alttaki sonlu tabakanın yerdeğiştirme fonksiyonu cinsinden yeni bir sınır değer problemi türetilmiştir. İnce tabaka yaklaşımı altında türetilen bu sınır değer problemi değişik ölçekler metodu kullanılarak asimptotik olarak incelenmiş ve bu dalgaların self modülasyonunun asimptotik olarak bir nonlineer Schrödinger (NLS) denklemi ile karakterize edilebileceği gösterilmiştir. Son olarak, bu yaklaşımının sonuçlarını tartışmak amacıyla, NLS denkleminin lineer ve nonlineer katsayılarının, seçilen malzeme modelleri için boyutsuz dalga sayıları ile değişimlerinin grafikleri çizilmiş ve bunlar sonlu kalınlıklı iki tabaka ve lineer ince tabaka sonuçları ile karşılaştırılmıştır.

In this study, propagation of nonlinear SH waves in an elastic layered medium involving a finite plate covered with a thin layer with different material characteristics is considered. Departed from the equations of motion and boundary conditions describing the propagation of nonlinear SH waves in an elastic layered medium involving two finite plates with uniform thickness with different material characteristics and these equations and boundary conditions are approximated under thin layer assumption. As a result of this approximation, a new boundary value problem in terms of the substrate is reproduced. This boundary value problem derived under thin layer approximation is investigated asymptotically by employing the method of multiple scales and it is shown that, self modulation of these waves can be asymptotically characterized by nonlinear Schrödinger (NLS) equation. Then, to discuss the results of the approximation made, the graphs of the linear and nonlinear coefficients of the NLS equation versus dimensionless wavenumbers are drawn for the material models chosen and they are compared with the two layered plate and linear thin layer results.