
【計】 elastic wave equation
ball; bomb; flip; pellet; play; shoot; spring
【醫】 bomb; bullet
wave
【化】 wave
【醫】 deflection; flumen; flumina; kymo-; wave
equation
1. 術語定義與物理背景
“彈性” 指物體受外力作用後恢複原狀的特性,“波” 表示能量在介質中的振動傳播,“方程” 為描述該過程的數學模型。
源于拉丁語 elasticus(可變形)與古英語 wǣg(波動),描述彈性介質(如固體、地層)中機械振動的傳播規律。
2. 數學表達與核心原理
彈性波方程是二階偏微分方程,描述位移場 (mathbf{u}) 隨時間和空間的變化:
$$ rho frac{partial mathbf{u}}{partial t} = abla cdot boldsymbol{sigma} + mathbf{f} $$
其中:
該方程涵蓋縱波(P波)與橫波(S波)兩種模态,是地震學、無損檢測的理論基礎。
3. 工程應用與學科關聯
4. 漢英術語使用差異
中文語境 | 英文語境 |
---|---|
強調“彈性力學基礎” | 側重“Wave Propagation理論” |
多用于地質工程領域 | 常見于計算力學文獻 |
權威參考文獻
(注:因搜索結果未提供可驗證鍊接,參考文獻僅标注公開出版的學術資源以符合要求。)
彈性波方程是描述彈性介質(如固體、地球内部等)中波傳播規律的偏微分方程,其核心是結合牛頓第二定律和材料的彈性本構關系(胡克定律)。以下是關鍵要點:
彈性波方程一般表示為: $$ rho frac{partial mathbf{u}}{partial t} = abla cdot mathbf{sigma} + mathbf{f} $$
對于各向同性線彈性介質,結合胡克定律可進一步簡化為: $$ rho frac{partial mathbf{u}}{partial t} = (lambda + mu) abla ( abla cdot mathbf{u}) + mu abla mathbf{u} $$ 其中$lambda$ 和$mu$ 為拉梅常數。
彈性波可分為兩類:
兩者的波速公式為: $$ v_P = sqrt{frac{lambda + 2mu}{rho}}, quad v_S = sqrt{frac{mu}{rho}} $$
由于解析解僅在簡單幾何下存在,實際常采用:
彈性波方程考慮剪切應力,支持橫波傳播;而聲波方程僅描述流體中無剪切效應的縱波。
彈性波方程是理解固體中波動現象的基礎工具,其研究對工程、地球物理和醫學領域有重要意義。如需更深入的數學推導或邊界條件分析,建議參考連續介質力學或地震波傳播相關教材。
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