
【计】 elastic wave equation
ball; bomb; flip; pellet; play; shoot; spring
【医】 bomb; bullet
wave
【化】 wave
【医】 deflection; flumen; flumina; kymo-; wave
equation
1. 术语定义与物理背景
“弹性” 指物体受外力作用后恢复原状的特性,“波” 表示能量在介质中的振动传播,“方程” 为描述该过程的数学模型。
源于拉丁语 elasticus(可变形)与古英语 wǣg(波动),描述弹性介质(如固体、地层)中机械振动的传播规律。
2. 数学表达与核心原理
弹性波方程是二阶偏微分方程,描述位移场 (mathbf{u}) 随时间和空间的变化:
$$ rho frac{partial mathbf{u}}{partial t} = abla cdot boldsymbol{sigma} + mathbf{f} $$
其中:
该方程涵盖纵波(P波)与横波(S波)两种模态,是地震学、无损检测的理论基础。
3. 工程应用与学科关联
4. 汉英术语使用差异
中文语境 | 英文语境 |
---|---|
强调“弹性力学基础” | 侧重“Wave Propagation理论” |
多用于地质工程领域 | 常见于计算力学文献 |
权威参考文献
(注:因搜索结果未提供可验证链接,参考文献仅标注公开出版的学术资源以符合要求。)
弹性波方程是描述弹性介质(如固体、地球内部等)中波传播规律的偏微分方程,其核心是结合牛顿第二定律和材料的弹性本构关系(胡克定律)。以下是关键要点:
弹性波方程一般表示为: $$ rho frac{partial mathbf{u}}{partial t} = abla cdot mathbf{sigma} + mathbf{f} $$
对于各向同性线弹性介质,结合胡克定律可进一步简化为: $$ rho frac{partial mathbf{u}}{partial t} = (lambda + mu) abla ( abla cdot mathbf{u}) + mu abla mathbf{u} $$ 其中$lambda$ 和$mu$ 为拉梅常数。
弹性波可分为两类:
两者的波速公式为: $$ v_P = sqrt{frac{lambda + 2mu}{rho}}, quad v_S = sqrt{frac{mu}{rho}} $$
由于解析解仅在简单几何下存在,实际常采用:
弹性波方程考虑剪切应力,支持横波传播;而声波方程仅描述流体中无剪切效应的纵波。
弹性波方程是理解固体中波动现象的基础工具,其研究对工程、地球物理和医学领域有重要意义。如需更深入的数学推导或边界条件分析,建议参考连续介质力学或地震波传播相关教材。
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