The Sommerfeld Integral in Problems of Simulating the Diffraction of Acoustic Waves Using a Triangular Lattice

封面

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Analytical solutions are obtained for two problems for a discrete analogue of the Helmholtz equation on a triangular lattice: (1) the problem of radiation from a point source on a plane; (2) the problem of diffraction on a half-line with Dirichlet boundary conditions. It is shown that in these problems, the complete field can be represented as an integral of an algebraic function over a family of contours located on some complex manifold. The solution to the first problem is found as an integral of some differential form over this manifold, and the asymptotics of the far field for this solution is obtained. The second problem is solved using an analogue of the Sommerfeld integral. It is checked that the obtained solution coincides with the solution of this problem by the Wiener–Hopf method.

作者简介

O Makarov

Moscow State University, 119991, Moscow, Russia

Email: olegmakarovlip@gmail.com
Россия, 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы

A. Shanin

Moscow State University, 119991, Moscow, Russia

Email: olegmakarovlip@gmail.com
Россия, 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы

A. Korolkov

Moscow State University, 119991, Moscow, Russia

编辑信件的主要联系方式.
Email: olegmakarovlip@gmail.com
Россия, 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы

参考

  1. Зоммерфельд А. Оптика. М.: ИЛ, 1953. 486 с.
  2. Малюжинец Г.Д. Возбуждение, отражение и излучение поверхностных волн от клина с произвольными поверхностными импедансам // ДАН СССР. 1985. Т. 3. С. 752–55.
  3. Samokish B.A., Dement’ev D.B., Smyshlyaev V.P., Babich V.M. On evaluation of the diffraction coefficients for arbitrary “Nonsingular” directions of a smooth convex cone // SIAM J. Applied Mathematics. 2000. V. 60(2). P. 536–573.
  4. Бабич В.М., Лялинов М.А., Грикуров В.Э. Метод Зомерфельда–Малюжинца в теории дифракции. СПБ.: СПБГУ, 2003. 104 с.
  5. Kosevich A.M. The crystal lattice: phonons, solitons, dislocations, superlattices. John Wiley Sons, 2006.
  6. Conway J.H., Sloane N.J.A. Sphere packings, lattices and groups, volume 290. Springer Science Business Media, 2013.
  7. Yu S.-Y., Wang Q., Zheng L.-Y., He C., Liu X.-P., Lu M.-H., Chen Y.-F. Acoustic phase-reconstruction near the dirac point of a triangular phononic crystal // Applied Physics Letters. 2015. V. 106(15). 151906.
  8. Бобровницкий Ю.И., Томилина Т.М., Бахтин Б.Н., Гребенников А.С., Асфандияров Ш.А., Карпов И.А., Ким А.А. Лабораторная установка для исследования звукопоглощающих покрытий из метаматериалов при скользящем распространении звука и влияние типа источника на их эффективность // Акуст. журн. 2020. Т. 66. № 3. С. 332–341.
  9. Poblet-Puig J., Valyaev V.Yu., Shanin A.V. Boundary element method based on preliminary discretization // Mathematical models and computer simulations. 2014. V. 6(2). P. 172–182.
  10. Поблет-Пуиг Ж., Шанин А.В. О новом численном методе решения задачи излучения акустических волн // Акуст. журн. 2018. Т. 64. № 2. С. 257–265.
  11. Slepyan L.I. Models and phenomena in fracture mechanics. Springer Science Business Media, 2012.
  12. Martin P.A. Discrete scattering theory: Green’s function for a square lattice // Wave Motion. 2006. V. 43(7). P. 619–629.
  13. Berciu M. On computing the square lattice Green’s function without any integrations // J. Physics A: Mathematical and Theoretical. 2009. V. 42(39). 395207.
  14. Arnold J.M. Discrete Green’s functions and functional determinants // 2017 Int. Conf. on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA), 2017.
  15. Morita T., Horiguchi T. Lattice Green’s functions for the cubic lattices in terms of the complete elliptic integral // J. Mathematical Physics. 1971. V. 12(6). P. 981–986.
  16. Cserti J. Application of the lattice Green’s function for calculating the resistance of an infinite network of resistors // American J. Physics. 1971. V. 12(6). P. 981–986.
  17. Sharma B.L. Diffraction of waves on square lattice by semi-infinite crack // SIAM J. on Applied Mathematics. 2015. V. 75(3). P. 1171–1192.
  18. Sharma B.L. Near-tip field for diffraction on square lattice by crack // SIAM J. on Applied Mathematics. 2015. V. 75(4). P. 1915–1940.
  19. Sharma B.L. Diffraction of waves on triangular lattice by a semi-infinite rigid constraint and crack // International Journal of Solids and Structures. 2016. V. 80. P. 465–485.
  20. Shanin A.V., Korolkov A.I. Sommerfeld–type integrals for discrete diffraction problems // Wave Motion. 2020. V. 97 P. 102606.
  21. Shanin A.V., Korolkov A.I. Diffraction by a Dirichlet right angle on a discrete planar lattice // Quart. Appl. Math. 2022. V 80. P. 277–315.
  22. Шэн-шень Ч. Комплексные многообразия. М.: ИЛ, 1961. 239 с.
  23. Шабат Б.В. Введение в комплексный анализ. Часть 2. СПБ: Лань, 2004. 464 с.
  24. Тихонов А.Н., Васильева А.Б., Свешников А.Г. Дифференциальные уравнения. Курс высшей математики и математической физики. М.: Физматлит, 2002. 256 с.
  25. Steven S. Eighty years of Sommerfeld’s radiation condition // Historia mathematica. 1992. V. 19(4). P. 385–401.
  26. Свешников А.Г., Боголюбов А.Н., Кравцов В.В. Лекции по математической физике. М.: Московский Университет, 2004. 416 с.
  27. Курант Р. Теория функций. М.: Наука, 1968. 646 с.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2.

下载 (111KB)
3.

下载 (38KB)
4.

下载 (30KB)
5.

下载 (54KB)
6.

下载 (171KB)
7.

下载 (96KB)
8.

下载 (485KB)
9.

下载 (134KB)
10.

下载 (151KB)
11.

下载 (39KB)
12.

下载 (40KB)
13.

下载 (350KB)
14.

下载 (790KB)
15.

下载 (121KB)
16.

下载 (98KB)
17.

下载 (962KB)

版权所有 © О.И. Макаров, А.В. Шанин, А.И. Корольков, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».