Распространение волн в деформируемых средах
Название спецкурса на английском языке
Wave propagation in deformable media
Пререквизиты
Отсутствуют
Целевая аудитория
3-6 курс, магистранты
Подразделение
[Кафедра газовой и волновой динамики]
Семестр
Весна
Тип спецкурса
Спецкурс по выбору студента
Учебный год
2025/26
Список тем
Поверхностные волны Рэлея. Постановка задачи и доказательство существования волн. Отсутствие дисперсии для волн Рэлея. Волны в слоистом упругом полупространстве (Волны Лява). Доказательство существования волн. Дисперсия волн. Понятие о простейшем волноводе на примере волн в упругом слое. Ограничения на длины волн в волноводе (длина волны отсечки).
Волны в упругой пластине. Симметричные и антисимметричные моды колебаний. Предельные случаи скоростей волн в зависимости от величины отношения длины волны к толщине пластины.
Волны в круглом стержне в предположении осевой симметрии движения. Дисперсия волн в круглом стержне. «Стержневая скорость» как предельный случай величины скорости возмущений для длинных, по сравнению с диаметром стержня, волн.
Стационарные колебания упругого тела. Использование интегральных преобразований в теории упругости. Пример построения решения плоской задачи Лэмба – о колебаниях упругой полуплоскости под действием периодической во времени сосредоточенной нагрузке, приложенной на границе. Выделение волн Рэлея.
Волновое уравнение и уравнение Эйконала. Метод функционально-инвариантных решений волнового уравнения (Метод Смирнова – Соболева).Общее решение волнового уравнения. Частные случаи общего решения (решение в форме плоской волны, решение в форме «комлексной» волны).
Построение решения для взаимодействия волны произвольного профиля возмущений с границей раздела двух сред с помощью функционально инвариантных решений в случае регулярного взаимодействия.
Использованием функционально инвариантных решений для исследования волн Рэлея произвольного профиля. Нерегулярное взаимодействие волны произвольного профиля с границей раздела сред. Полное внутреннее отражение.
Однородные комплексные функционально инвариантные решения волнового уравнения и их использование для автомодельных плоских задач теории упругости.
Понятие о дифракции волн. Построение решения дифракции плоской волны поперечной поляризации (H-V) на препятствии в виде абсолютно гладкого жесткого клина заданного угла раствора.
Использование функционально инвариантных решений для плоских нестационарных задач теории упругости. Представление перемещений и напряжений в виде действительной части от комбинации комплексных потенциалов продольных и поперечных волн.
Решение автомодельной задачи о нестационарном воздействии давлением на границу упругой полуплоскости.
Задача о внезапной нагрузке упругой полуплоскости подвижной сосредоточенной силой. Нестационарная задача Лэмба, как частный случай рассмотренного решения. Пример решения нестационарной задачи Лэмба (Метод Каньяра).
Пример волн, разделяющих среды с разной реологией (волны разгрузки Рахматулина).
Специфика распространения волн при наличии внешнего сухого трения. Волновые задачи для стержня с внешним сухим трением. Волны в нити на шероховатой поверхности.
Нелинейные волны в нити. Пример исследования квазилинейной системы уравнений нити.
Волны сильного разрыва в нити. Условия на фронте сильного разрыва в многомерном случае.
Волновая задача для переменной во времени области. Влияние скорости границы. Влияние геометрических связей. Вынужденные сильные разрывы.
Волны в упругой пластине. Симметричные и антисимметричные моды колебаний. Предельные случаи скоростей волн в зависимости от величины отношения длины волны к толщине пластины.
Волны в круглом стержне в предположении осевой симметрии движения. Дисперсия волн в круглом стержне. «Стержневая скорость» как предельный случай величины скорости возмущений для длинных, по сравнению с диаметром стержня, волн.
Стационарные колебания упругого тела. Использование интегральных преобразований в теории упругости. Пример построения решения плоской задачи Лэмба – о колебаниях упругой полуплоскости под действием периодической во времени сосредоточенной нагрузке, приложенной на границе. Выделение волн Рэлея.
Волновое уравнение и уравнение Эйконала. Метод функционально-инвариантных решений волнового уравнения (Метод Смирнова – Соболева).Общее решение волнового уравнения. Частные случаи общего решения (решение в форме плоской волны, решение в форме «комлексной» волны).
Построение решения для взаимодействия волны произвольного профиля возмущений с границей раздела двух сред с помощью функционально инвариантных решений в случае регулярного взаимодействия.
Использованием функционально инвариантных решений для исследования волн Рэлея произвольного профиля. Нерегулярное взаимодействие волны произвольного профиля с границей раздела сред. Полное внутреннее отражение.
Однородные комплексные функционально инвариантные решения волнового уравнения и их использование для автомодельных плоских задач теории упругости.
Понятие о дифракции волн. Построение решения дифракции плоской волны поперечной поляризации (H-V) на препятствии в виде абсолютно гладкого жесткого клина заданного угла раствора.
Использование функционально инвариантных решений для плоских нестационарных задач теории упругости. Представление перемещений и напряжений в виде действительной части от комбинации комплексных потенциалов продольных и поперечных волн.
Решение автомодельной задачи о нестационарном воздействии давлением на границу упругой полуплоскости.
Задача о внезапной нагрузке упругой полуплоскости подвижной сосредоточенной силой. Нестационарная задача Лэмба, как частный случай рассмотренного решения. Пример решения нестационарной задачи Лэмба (Метод Каньяра).
Пример волн, разделяющих среды с разной реологией (волны разгрузки Рахматулина).
Специфика распространения волн при наличии внешнего сухого трения. Волновые задачи для стержня с внешним сухим трением. Волны в нити на шероховатой поверхности.
Нелинейные волны в нити. Пример исследования квазилинейной системы уравнений нити.
Волны сильного разрыва в нити. Условия на фронте сильного разрыва в многомерном случае.
Волновая задача для переменной во времени области. Влияние скорости границы. Влияние геометрических связей. Вынужденные сильные разрывы.
Список источников
Рахматулин Х.А., Шемякин Е.И., Демьянов Ю.А., Звягин А.В. Прочность и разрушение при кратковременных нагрузках. Учебное пособие. – М: Университетская книга; Логос. 2008
Поручиков В.Б. Методы динамической теории упругости. – М: «Наука». Главная редакция физико-математической литературы. 1986
Слепян Л.И., Яковлев Ю.С. Интегральные преобразования в нестационарных задачах механики. – Л.: Судостроение. 1980.
Соболев С.Л. Некоторые вопросы распространения колебаний. – в кн. Франк Ф., Мизес Р. Дифференциальные и интегральные уравнения математической физики. Ч. 2. Л. – М.: ОНТИ. 1937. Глава XII.
Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т. 1., Т. 2. – М.: Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука»,1976
Хайкин С.Э. Физические основы механики. – М.: Государственное издательство физико-математической литературы. 1963
Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твёрдого тела. – М: «Наука». Главная редакция физико-математической литературы. 1979
Новацкий В. Теория упругости. – М: Издательство «Мир». 1975
Партон В.З., Перлин П.И. Методы математической теории упругости. – М: «Наука». Главная редакция физико-математической литературы. 1981
Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»:
Поручиков В.Б. Методы динамической теории упругости. – М: «Наука». Главная редакция физико-математической литературы. 1986
Слепян Л.И., Яковлев Ю.С. Интегральные преобразования в нестационарных задачах механики. – Л.: Судостроение. 1980.
Соболев С.Л. Некоторые вопросы распространения колебаний. – в кн. Франк Ф., Мизес Р. Дифференциальные и интегральные уравнения математической физики. Ч. 2. Л. – М.: ОНТИ. 1937. Глава XII.
Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т. 1., Т. 2. – М.: Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука»,1976
Хайкин С.Э. Физические основы механики. – М.: Государственное издательство физико-математической литературы. 1963
Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твёрдого тела. – М: «Наука». Главная редакция физико-математической литературы. 1979
Новацкий В. Теория упругости. – М: Издательство «Мир». 1975
Партон В.З., Перлин П.И. Методы математической теории упругости. – М: «Наука». Главная редакция физико-математической литературы. 1981
Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»:
Дополнительная информация
Для записи отправить письмо anastasia.shamina@math.msu.ru
День недели
по согласованию
Время
по согласованию
Аудитория
Ещё не назначена
Аудитория первого занятия
Ещё не назначена
Статус курса
Запись открыта
Форма записи на курс
Заполнение формы записи на курс доступно только студентам. Для записи на курс авторизуйтесь, пожалуйста, в студенческом аккаунте.