О влиянии слоя идеальной сжимаемой жидкости на поверхностную неустойчивость несжимаемого упругого полупространства, подверженного конечным начальным деформациям

Abstract

Рассматривается задача о распространении нормальных волн в предварительно деформированном несжимаемом полупространстве, взаимодействующем со слоем идеальной сжимаемой жидкости. Исследование проводится на основе трехмерных линеаризованных уравнений теории упругости конечных деформаций для несжимаемого упругого полупространства и трехмерных линеаризованных уравнений Эйлера для слоя идеальной сжимаемой жидкости. Применяются постановка задачи и подход, основанные на использовании представлений общих решений линеаризованных уравнений для упругого тела и жидкости. Получено дисперсионное уравнение, описывающее распространение гармонических волн в гидроупругой системе. Построена дисперсионная кривая поверхностной волны в широком диапазоне частот. Проанализировано влияние конечных начальных деформаций упругого полупространства и толщины слоя идеальной сжимаемой жидкости на фазовые скорости, дисперсию поверхностных волн и поверхностную неустойчивость гидроупругого волновода. Числовые результаты представлены в виде графиков и дан их анализ.Розглядається задача про поширення нормальних хвиль у попередньо деформованому нестисливому півпросторі, що взаємодіє з шаром ідеальної стисливої рідини. Дослідження проведено на основі тривимірних лінеаризованих рівнянь теорії пружності скінченних деформацій для нестисливого пружного півпростору та тривимірних лінеаризованих рівнянь Ейлера для шару ідеальної стисливої рідини. Застосовано постановку задачі та підхід, засновані на використанні представлень загальних розв'язків лінеаризованих рівнянь для пружного тіла та рідини. Отримано дисперсійне рівняння, яке описує поширення гармонічних хвиль у гідропружній системі. Побудована дисперсійна крива поверхневої хвилі в широкому діапазоні частот. Проаналізовано вплив скінченних початкових деформацій пружного півпростору та товщини шару ідеальної стисливої рідини на фазові швидкості, дисперсію поверхневих хвиль та поверхневу нестійкість гідропружного хвилеводу. Числові результати наведено у вигляді графіків і дано їх аналіз.The problem of propagation of normal waves in the predeformed incompressible elastic halfspace that interacts with a layer of an ideal compressible fluid is considered. The study is based on the threedimensional linearized equations of the theory of elasticity of finite deformations for the incompressible elastic halfspace and the threedimensional linearized Euler equations for a layer of the ideal compressible fluid. The problem formulation and the approach based on the utilization of representations of general solutions of the linearized equations for an elastic solid and the fluid are applied. A dispersion equation, which describes the propagation of harmonic waves in a hydroelastic system is obtained. The dispersion curve for a surface wave over a wide range of frequencies is constructed. The effect of finite initial deformations of the elastic halfspace and the thickness of the layer of the ideal compressible fluid on the phase velocities, dispersion of surface waves, and surface instability of a hydroelastic waveguide is analyzed. The numerical results are presented in the form of graphs, and their analysis is given.