کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
11031401 1646005 2018 14 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Waves without the wave equation: Examples from nonlinear acoustics
ترجمه فارسی عنوان
امواج بدون معادله موج: نمونه هایی از آکوستیک های غیر خطی
ترجمه چکیده
در یک سیستم غیر خطی از معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی اول، معیار هذلولی که لازمه توصیف پدیده های موج است، شامل راه حل است. بنابراین ممکن است که راه حل ها بتوانند به نحوی تکامل پیدا کنند که هذلولی را به چالش بکشد، به این معنا که سیستم به صورت غیر هیدرولیکی نباشد. ما از فرمول اخیرا برای اختلالات صوتی غیرخطی برای نشان دادن استفاده می کنیم. هنگامی که هذلولی بدتر می شود، روشهای استاندارد عددی و حرکت موجی که در اطراف آن قرار دارد ممکن است به خطر بیفتد. برای غلبه بر چنین مشکلات ما مفهوم ویژگی معکوس را معرفی می کنیم که، حداقل در نمونه، محاسبات عددی را به روشهای ابتدایی کاهش می دهد و شهود را روشن می کند. تجزیه و تحلیل ویژگی های معکوس منجر به دو سیستم معادلات دیفرانسیل معمولی می شود که دارای مسیرهای زمانی مشابه و منحنی های مرتبط با فضا هستند. مسیرهای زمانی مانند یک روش جایگزین زمان را به گونه ای تنظیم می کنند که در آن مسیرهای فضایی ساده تر تحلیل می شود. منحنی های مختلف فضایی تجزیه و تحلیل پدیده های شوک را به صورت مستقیم انجام می دهند. ما شرایطی را ارائه می دهیم که در آن ابتدا چالش های خفیف هیپربولیسم، به واسطه فشار، به یک چالش جدی تبدیل می شود. در این شرایط، شوکهای شدید خشونت آمیز از حالت اولیه در حال نابودی ایجاد می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی (عمومی)
چکیده انگلیسی
In a nonlinear system of first order partial differential equations the criterion for hyperbolicity, necessary for the description of wave phenomena, involves the solution. It is therefore possible that solutions may evolve in such a way that hyperbolicity is challenged in the sense that the system comes close to not being hyperbolic. We use the recently introduced formulation for nonlinear acoustic disturbances to illustrate. When hyperbolicity deteriorates, standard numerical methods and the heuristics surrounding wave motion may be compromised. To overcome such difficulties we introduce the notion of inverse characteristic which, at least in the examples, reduces numerical calculations to elementary techniques and clarifies intuition. Analysis of inverse characteristics leads to two systems of ordinary differential equations that have time-like trajectories and space-varying associated curves. Time-like trajectories give rise to an alternative measure of time in terms of which space-like trajectories are easier to analyze. Space-varying curves enable the analysis of shock phenomena in a direct way. We give conditions under which an initially mild challenge of hyperbolicity, represented by pressure, develops into a severe challenge. Under these conditions violent velocity shocks develop from an initially undisturbed state.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Engineering Science - Volume 133, December 2018, Pages 196-209
نویسندگان
, ,