Физматлит Линейные и нелинейные волны в диспергирующих сплошных средах Багдоев Александр Георгиевич, Ерофеев Владимир Иванович, Шекоян Ашот Вазгенович

Излагаются основы динамики сплошных сред. Дан единый взгляд на эту область науки, который должен помочь обучающемуся в его работе над сложными вопросами. При рассмотрении конкретных задач основное внимание уделяется моделям механики деформируемого твердого тела. Весь материал сопровождается примерами решения конкретных задач с соответствующими иллюстрациями. Определяются фундаментальные понятия, дается классификация динамических процессов. Рассматриваются одномерные плоские, сферические и цилиндрические волны, а также одномерные динамические процессы в стержнях и тонких пластинах. Даны решения начальных задач для пространства и плоскости, стационарных и нестационарных двумерных задач для полуограниченных областей. Для облегчения чтения приведены различные модели сплошных сред, а также сведения об обобщенных функциях и их интегральных преобразованиях

В пособии сжато изложены сведения из разделов математики, полезные при изучении курса основ механики сплошной среды. Математический аппарат ориентирован на строгое представление основных понятий и законов механики, на аксиоматический подход к изложению курса. Векторы, тензоры и операции над ними даны в прямых (инвариантных) обозначениях, широко применяемых в литературе по механике деформируемых сред. Допущено УМО по классическому университетскому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки высшего профессионального образования 01.03.03 "Механика и математическое моделирование" и специальности 01.05.01 "Фундаментальные математика и механика"

В монографии приведены доказательства теорем о существовании и единственности аналитических решений нелинейного уравнения теплопроводности (одновременно являющегося уравнением нестационарной фильтрации газа в пористом грунте), которые описывают распространение тепловой волны с конечной скоростью по холодному фону. Рассмотрены две задачи: 1) тепловая волна определяется по ее заданному фронту; 2) заданный краевой режим порождает тепловую волну. Для процесса фильтрации газа краевой режим задает давление в фиксированной точке пласта, от которой фронт фильтрации распространяется с конечной скоростью. Книга предназначена научным работникам, преподавателям, аспирантам и студентам, интересующимся нелинейными уравнениями с частными производными и их приложениями в механике сплошной среды

Учебное пособие посвящено систематизированному изложению основ механики сплошной среды при конечных деформациях. Рассмотрена кинематика сплошных сред, универсальные законы сохранения механики сплошной среды, теория скачков функций на поверхностях сильных разрывов. В систематизированном виде приводится теория коротационных производных, динамические уравнения совместности деформаций, принципы материальной индифферентности и материальной симметрии. Предложен новый подход к формулировке определяющих соотношений для упругих и неупругих сред с конечными деформациями, основанный на применении энергетических и квазиэнергетических пар тензоров напряжений-деформаций. С помощью этого подхода изложена теория конечных упругих и вязкоупругих деформаций, теория больших пластических деформаций, теория анизотропных сред с большими деформациями

Излагаются фундаментальные физические концепции кинематики и динамики сплошной среды, рассматриваются ее различные модели (твердое тело, жидкость и газ). Большая часть учебного пособия посвящена вопросам гидродинамики идеальной и вязкой жидкости. Включены элементы теории упругости, газодинамики и магнитной гидродинамики. Показывается, как теоретические положения используются для решения инженерных задач и для объяснения некоторых явлений природы. Вопросы для самоконтроля и примеры решения задач, приведенные в конце каждой главы, помогут читателю лучше разобраться в теории, приобрести навыки самостоятельного решения задач механики сплошной среды. Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки бакалавров "Физика"

В работе рассмотрены вопросы диагностики неоднородностей водной среды с использованием гидроакустической параметрической антенны. Неоднородности водной среды при этом имеют геометрически правильную форму: сферы, цилиндра и сфероида. Теоретически и экспериментально исследуются волновые процессы, происходящие при рассеянии на сфере, цилиндре и сфероиде нелинейно взаимодействующих плоских акустических волн. Сформулированы постановки задач рассеяния, с помощью метода последовательных приближений получены решения неоднородного волнового уравнения в первом и втором приближении. Получены выражения для высокочастотных спектральных составляющих вторичного поля акустического давления, построены расчетные диаграммы рассеяния акустического давления, проведен анализ и сравнение высокочастотных асимптотических выражений и диаграмм рассеяния

Излагаются результаты об устойчивости петлеобразных солитонов в эластике Эйлера (в нерастяжимом стержне), захваченных мод в сжимаемом стержне, солитонных структур в растянутом сжимаемом стержне, уединенных волн в композиционном материале, представляющем собой упругую матрицу с распределенными в ней стержнями. Обсуждается устойчивость решений типа уединенных волн с осциллирующей структурой фронтов двух самосогласованных уравнений Клейна-Гордона, которые описывают винтовые структуры в упругих стержнях с кручением. Приводится ряд нерешенных задач об устойчивости: устойчивость уединенных волн в модели изгиба бесконечного нерастяжимого стержня с учетом кручения; устойчивость уединенных волн в плоском бесконечном стержне без кручения с учетом конечных изгибов и малых (линейных) деформаций и устойчивость уединенных волн в одной модели осесимметричной оболочки, заполненной жидкостью

Цель книги - с позиций аналитической механики изучить проблемы гидродинамики, такие как: движение пузырьков, капель и твердых тел в жидкости, пространственные и плоские кавитационные обтекания тел, нелинейные волновые движения в каналах и струях, перемешивание жидкостей и другие. Отправной точкой предлагаемого подхода явился метод обобщенных координат Лангранжа, внедренный в динамику твердых тел в жидкости Кельвином и Кирхгофом. Как развитие этой теории, в книге расширен круг задач гидродинамики, к решению которых применяется конструктивный аппарат лагранжевой и гамильтоновой механики, существенно упрощающий исследование, а в ряде случаев дающий новые результаты. Дается строгое обоснование такого подхода. Предлагаемый курс - это систематизация исследований задач динамики жидкости методами аналитической механики

В пособии показана глубокая общность колебательных и волновых процессов независимо от их природы. Широко используется электромеханическая аналогия. Внимание читателя в первую очередь обращается на физический смысл, наглядность и приложения, важные для понимания сущности изучаемых явлений и их теоретических моделей. Подробно обсуждается распространение оптических волн в металлических и диэлектрических волноводах. Отдельная глава посвящена влиянию нелинейных эффектов, в которых рассматриваются явления самомодуляции, самофокусировки световых пучков, генерации оптических гармоник, формирования и распространения оптических солитонов. Приведены задачи, решение которых способствует закреплению изучаемого материала. Пособие ориентировано на студентов и аспирантов, специализирующихся в области оптики, лазерной техники, оптических измерительных и информационных технологий, включая оптическую локацию и связь, оптико-электронные системы, фотонику и оптоинформатику и другие смежные специальности радиотехнического, приборостроительного и физического профиля

Восьмой том «Теоретической физики» посвящен теории электромагнитных полей в материальных средах и теории макроскопических электрических и магнитных свойств вещества • 3-е изд., исправленное, вышло в 1992 г • Для студентов старших курсов физических специальностей ВУЗов, а также аспирантов и научных работников, специализирующихся в области теоретической физики