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Erschienen in: Journal of Engineering Mathematics 1/2014

01.04.2014

D’Alembert sums for a vibrating bar with viscous ends

verfasst von: Vojin Jovanovic, Sergiy Koshkin

Erschienen in: Journal of Engineering Mathematics | Ausgabe 1/2014

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Abstract

We describe a new method for finding analytic solutions to some initial-boundary problems for partial differential equations with constant coefficients. The method is based on expanding the denominator of the Laplace-transformed Green’s function of the problem into a convergent geometric series. If the denominator is a linear combination of exponents with real powers, then one obtains a closed-form solution as a sum with a finite but time-dependent number of terms. We call it a d’Alembert sum. This representation is computationally most effective for small evolution times, but it remains valid even when the system of eigenmodes is incomplete and the eigenmode expansion is unavailable. Moreover, it simplifies in such cases. In vibration problems d’Alembert sums represent superpositions of original and partially reflected traveling waves. They generalize the d’Alembert type formulas for the wave equation and reduce to them when original waves can undergo only finitely many reflections in the entire course of evolution. The method is applied to vibrations of a bar with viscous ends and an internal damper. The results are illustrated by computer simulations and comparisons to modal and finite-element method (FEM) solutions.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Jovanovic V, Koshkin S (2012) Explicit solution for vibrating bar with viscous boundaries and internal damper. J Eng Math 76(1):101–121CrossRefMATHMathSciNet Jovanovic V, Koshkin S (2012) Explicit solution for vibrating bar with viscous boundaries and internal damper. J Eng Math 76(1):101–121CrossRefMATHMathSciNet
2.
Zurück zum Zitat Jovanovic V (2012) A Fourier series solution for the longitudinal vibrations of a bar with viscous boundary conditions at each end. J Eng Math 79:125–142 Jovanovic V (2012) A Fourier series solution for the longitudinal vibrations of a bar with viscous boundary conditions at each end. J Eng Math 79:125–142
3.
Zurück zum Zitat Salivahanan S, Vallavaraj A (2000) Digital signal processing. Tata McGraw-Hill Education, New Delhi Salivahanan S, Vallavaraj A (2000) Digital signal processing. Tata McGraw-Hill Education, New Delhi
4.
Zurück zum Zitat Shubov M, Balogh A (2005) Asymptotic distribution of eigenvalues for damped string equation: numerical approach. J Aerospace Eng 18(2):69–83CrossRef Shubov M, Balogh A (2005) Asymptotic distribution of eigenvalues for damped string equation: numerical approach. J Aerospace Eng 18(2):69–83CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Meirovitch L (1967) Analytical methods in vibrations. The Macmillian Company, New YorkMATH Meirovitch L (1967) Analytical methods in vibrations. The Macmillian Company, New YorkMATH
6.
Zurück zum Zitat Rao SS (1990) Mechanical vibrations. Addison-Wesley, ReadingMATH Rao SS (1990) Mechanical vibrations. Addison-Wesley, ReadingMATH
7.
Zurück zum Zitat Ogata K (1970) Modern control engineering. Prentice Hall, Englewood Cliffs Ogata K (1970) Modern control engineering. Prentice Hall, Englewood Cliffs
8.
9.
Zurück zum Zitat Vladimirov V (1971) Equations of mathematical physics. Marcel Dekker, Inc., New York Vladimirov V (1971) Equations of mathematical physics. Marcel Dekker, Inc., New York
11.
Zurück zum Zitat Orazov M, Shkalikov A (1976) The n-fold basis property of the characteristic functions of certain regular boundary-value problems. Siber Math J 17:483–492CrossRef Orazov M, Shkalikov A (1976) The n-fold basis property of the characteristic functions of certain regular boundary-value problems. Siber Math J 17:483–492CrossRef
Metadaten
Titel
D’Alembert sums for a vibrating bar with viscous ends
verfasst von
Vojin Jovanovic
Sergiy Koshkin
Publikationsdatum
01.04.2014
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Journal of Engineering Mathematics / Ausgabe 1/2014
Print ISSN: 0022-0833
Elektronische ISSN: 1573-2703
DOI
https://doi.org/10.1007/s10665-013-9639-4

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