<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.1 20151215//EN" "http://jats.nlm.nih.gov/publishing/1.1/JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.1">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="pmc">CMC</journal-id>
<journal-id journal-id-type="nlm-ta">CMC</journal-id>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">CMC</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Computers, Materials &#x0026; Continua</journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">1546-2226</issn>
<issn pub-type="ppub">1546-2218</issn>
<publisher>
<publisher-name>Tech Science Press</publisher-name>
<publisher-loc>USA</publisher-loc>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">15159</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.32604/cmc.2021.015159</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Article</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Transmission and Reflection of Water-Wave on a Floating Ship in Vast Oceans</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Transmission and Reflection of Water-Wave on a Floating Ship in Vast Oceans</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Transmission and Reflection of Water-Wave on a Floating Ship in Vast Oceans</alt-title>
</title-group>
<contrib-group content-type="authors">
<contrib id="author-1" contrib-type="author" corresp="yes">
<name name-style="western">
<surname>Alaidrous</surname>
<given-names>Amel A.</given-names>
</name>
<email>dr.amllah_gol@hotmail.com</email>
</contrib>
<aff><institution>Department of Mathematics, Faculty of Applied Science, Umm Al-Qura University</institution>, <addr-line>Makkah</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes><corresp id="cor1">&#x002A;Corresponding Author: Amel A. Alaidrous. Email: <email>dr.amllah_gol@hotmail.com</email></corresp></author-notes>
<pub-date pub-type="epub" date-type="pub" iso-8601-date="2020-12-21">
<day>21</day>
<month>12</month>
<year>2020</year>
</pub-date>
<volume>67</volume>
<issue>3</issue>
<fpage>2971</fpage>
<lpage>2988</lpage>
<history>
<date date-type="received">
<day>08</day>
<month>11</month>
<year>2020</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>15</day>
<month>12</month>
<year>2020</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; 2021 Alaidrous</copyright-statement>
<copyright-year>2021</copyright-year>
<copyright-holder>Alaidrous</copyright-holder>
<license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>This work is licensed under a <ext-link ext-link-type="uri" xlink:type="simple" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International License</ext-link>, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.</license-p>
</license>
</permissions>
<self-uri content-type="pdf" xlink:href="TSP_CMC_15159.pdf"></self-uri>
<abstract>
<p>In this paper, we study the water-wave flow under a floating body of an incident wave in a fluid. This model simulates the phenomenon of waves abording a floating ship in a vast ocean. The same model, also simulates the phenomenon of fluid-structure interaction of a large ice sheet in waves. According to this method. We divide the region of the problem into three subregions. Solutions, satisfying the equation in the fluid mass and a part of the boundary conditions in each subregion, are given. We obtain such solutions as infinite series including unknown coefficients. We consider a limited number only of the coefficients by truncating the infinite series and satisfy the remaining boundary conditions approximately. Numerical experiments show that the results are acceptable. Tables are given along with the graph of the system of the resulting streamlines and the dynamical pressure acting on the obstacle. The drawn system of streamlines shows the correctness of the solution and the pressure is maximum on the side facing the upstream extremity of the channel. The same procedure can be adequately applied for problems with more complicated geometry and other phenomenon can thus be simulated.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="author">
<kwd>Potential flow</kwd>
<kwd>linear theory</kwd>
<kwd>fixed floating obstacle</kwd>
<kwd>fourier transformation</kwd>
<kwd>boundary collocation technique</kwd>
<kwd>spectral method</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>The problem of the study of water-wave flow under an upper fixed floating obstacle is very important from theoretical and experimental points of view. This model simulates the phenomenon of waves falling on a floating ship in a vast ocean. The class including this type of problem is called the class of Cauchy&#x2013;Poisson Problems (CPP).</p>
<p>This class of problems simulates several phenomena having geophysical interests. These models simulate the phenomenon of waves abording a floating ship in a vast ocean. The same models, also simulate the phenomenon of fluid-structure interaction of a large ice sheet in waves. We can find a discussion of this issue in [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-4">4</xref>]. These problems are non-linear, mixed free boundary value problems. Certain specified initial conditions may be assumed to these free boundary value problems [<xref ref-type="bibr" rid="ref-5">5</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>]. Several difficulties envisage the theoretical study of these mathematical models. The non-linearity of the model and the fact that the free surface is not known from the outset are some of these difficulties. Other difficulties are represented in the irregularity of the geometry of the region of the problem.</p>
<p>To overcome the non-linearity difficulty, the problem is treated following theories of long waves or the shallow water [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-10">10</xref>]. The linear theory of motion and theories of higher orders may be adopted [<xref ref-type="bibr" rid="ref-4">4</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>]. Researchers usually use perturbation techniques to concur the difficulties coming from the irregularity of the region of the problem and approximate analytical solutions are sought. One may carry out the perturbation around a vertical or a horizontal line [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-9">9</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-12">12</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-16">16</xref>] regarding the particular geometry of the studied problem. It is impossible to obtain exact analytical solutions once the geometry deviates from being simple and other additional conditions are to be assumed on the geometry in order to obtain approximate analytical solutions. These additional conditions may include the assumption of thin barriers [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-9">9</xref>], or that of infinite depth [<xref ref-type="bibr" rid="ref-16">16</xref>], or mild slope and short topographies [<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-13">13</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-15">15</xref>].</p>
<p>Numerical techniques are other alternatives if the analytical approach is inadequate. For a review of the numerical methods applied to CPP see [<xref ref-type="bibr" rid="ref-17">17</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>] and references included. However, numerical procedures have their difficulties. These difficulties are appearing in convergence, stability, consistency, and error accumulation and need huge computations.</p>
<p>The spectral methods are semi-analytical methods used for the solution. Trefftz method [<xref ref-type="bibr" rid="ref-19">19</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-20">20</xref>], the procedures of perturbation [<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-21">21</xref>], the boundary integral techniques [<xref ref-type="bibr" rid="ref-22">22</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-23">23</xref>], and the method of fundamental solutions [<xref ref-type="bibr" rid="ref-24">24</xref>] are examples of the semi-analytical methods. An original method for the study of flow over topography is given in [<xref ref-type="bibr" rid="ref-25">25</xref>]. This method is classified as a semi-analytical one.</p>
<p>The phenomenon of scattering of waves by an immersed or floating barrier in deep or in shallow water is a subject that attracts the attention of several authors (see for example, for analytical study [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-9">9</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="ref-25">25</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-34">34</xref>], for numerical study [<xref ref-type="bibr" rid="ref-29">29</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-35">35</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-36">36</xref>] and for experimental study [<xref ref-type="bibr" rid="ref-28">28</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-29">29</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-37">37</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-41">41</xref>]).</p>
<p>We follow here the method introduced by Abou-Dina et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-25">25</xref>] for the study of water-wave flow under a fixed floating obstacle and for discovering the behavior of the resulting flow. Following this technique, the region of the definition of the problem is divided into three sub-regions. One of these regions contains a fixed floating body. We express the solutions satisfying the equations and conditions in the semi-infinite sub-domains with a set of unknown coefficients and elementary harmonic functions. The velocity potential function in the subdomain containing the obstacle is extended analytically through the boundary of the floating obstacle. We give a general solution in the enlarged sub-domain by applying the finite cosine Fourier transform. This solution uses another set of arbitrary constants and satisfies the system of equations and conditions on the horizontal bottom. We express the solution in the three subregions using one set only of coefficients by applying the continuity of the remaining physical quantities. This solution satisfies the system of equations and conditions of the problem except those on the fixed floating obstacle and probably on a part of the free surface. We satisfy these latter conditions and hence we get an equation in the form of a series to be fulfilled on the boundary of the obstacle and on the considered part of the free surface if necessary. The coefficients are obtained as a solution of a system of linear equations. Acceptable results obeying a certain specified error measure are given for the particular case of an obstacle with a sinusoidal boundary.</p>
<p>The application, dealing with this boundary of the fixed floating obstacle, ascertains the efficiency of applying this procedure for the solution. The drawn system of streamlines shows the correctness of the solution and the dynamical pressure acting on the witted surface of the fixed floating obstacle is exhibited graphically. The pressure is found to be maximum on the side facing the incident wave and decreases till attaining its minimal values on the other side.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<label>2</label>
<title>Description of the Problem</title>
<p>The problem is described by an infinite channel of finite depth. This channel is occupied by a fluid layer of constant density. The fluid layer is bounded from above and from below by a free surface and an impermeable horizontal bottom, respectively. A floating obstacle of arbitrary shape is partially immersed at the free surface (<xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref>). The fixed floating barrier partially obstructs a wave propagating in the fluid. The incident wave is harmonic with frequency denoted by <inline-formula id="ieqn-1"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-1.png"/><tex-math id="tex-ieqn-1"><![CDATA[$\omega$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-1"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>. This situation generates transmitted and reflected waves and local perturbations as well. It is required to find the coefficients of the transmission and the reflection. The local oscillations are also to be determined. The problem is studied in two dimensions. The study is carried out following the first-order theory of motion, the fluid is considered ideal and a velocity potential is assumed. We use the Cartesian frame, shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref>. The origin of the system of coordinates is chosen in the mean horizontal line of the upper bound of the fluid, the <italic>x</italic>-axis and the <italic>y</italic>-axis are taken as shown in the figure.</p>
<fig id="fig-1">
<label>Figure 1</label>
<caption>
<title>Description of the problem</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-1.png"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s3">
<label>3</label>
<title>System of Equations and Conditions</title>
<p>The horizontal line <italic>y</italic> = 0, <inline-formula id="ieqn-2"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-2.png"/><tex-math id="tex-ieqn-2"><![CDATA[$-\infty < x< b$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-2"><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x221E;</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-3"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-3.png"/><tex-math id="tex-ieqn-3"><![CDATA[$c< x< \infty$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-3"><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> and the boundary of the immersed section of the floating obstacle <italic>y</italic> = &#x2212; <italic>K</italic>(<italic>x</italic>), <inline-formula id="ieqn-4"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-4.png"/><tex-math id="tex-ieqn-4"><![CDATA[$b \leq x \leq c$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-4"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> construct higher bound of the region of the study following the linear theory. The time-independent velocity potential <inline-formula id="ieqn-5"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-5.png"/><tex-math id="tex-ieqn-5"><![CDATA[$\Phi (x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-5"><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> is defined in terms of the time-dependent one <inline-formula id="ieqn-6"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-6.png"/><tex-math id="tex-ieqn-6"><![CDATA[$\phi (x, y, t)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-6"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> as</p>
<p><disp-formula id="eqn-1">
<label>(1)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-1.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-1"><![CDATA[$$\begin{equation}
\phi \left(x, y, t\right)=Re \left[\Phi \left(x, y\right)e^{-i\omega t}\right].
 \label{eqn-1}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-1" display="block"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>This function satisfies the system [<xref ref-type="bibr" rid="ref-39">39</xref>]:</p>
<p><disp-formula id="eqn-2">
<label>(2)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-2.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-2"><![CDATA[$$\begin{equation}\frac{\partial ^{2}}{\partial x^{2}}\Phi +\frac{\partial ^{2}}{\partial y^{2}}\Phi = 0~{\rm in~the~ region~of~the~ problem}
 \label{eqn-2} \end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-2" display="block"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-3">
<label>(3)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-3.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-3"><![CDATA[$$\begin{equation}\frac{\partial }{\partial y}\Phi +\frac{\omega ^{2}}{g}\Phi =0, \quad (y=0,-\mathrm{\infty }< x< b~ {\rm and}~ c< x< \mathrm{\infty })
 \label{eqn-3} \end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-3" display="block"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<disp-formula id="eqn-4">
<label>(4)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-4.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-4"><![CDATA[$$\begin{equation}\frac{\partial }{\partial n}\Phi =0,\quad (y=-K \left(x\right), b \leq x \leq c)
 \label{eqn-4} \end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-4" display="block"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-5">
<label>(5)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-5.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-5"><![CDATA[$$\begin{equation}\frac{\partial }{\partial y}\Phi =0,\quad (y=-h)
 \label{eqn-5}\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-5" display="block"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></disp-formula>
<p>With the obvious condition that the incident wave is the only wave coming from infinity. The time-dependent functions <inline-formula id="ieqn-7"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-7.png"/><tex-math id="tex-ieqn-7"><![CDATA[$\eta ^{*}(x, t)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-7"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> and <italic>P</italic><sup>*</sup>(<italic>x</italic>, <italic>y</italic>, <italic>t</italic>), are given respectively as,</p>
<p><disp-formula id="eqn-6">
<label>(6)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-6.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-6"><![CDATA[$$\begin{equation}
\eta ^{\mathrm{*}} \left(x, t\right)=Re \left[\eta \left(x\right)e^{-i\omega t}\right],\quad -\mathrm{\infty }< x< b~\mathrm{and}~c< x< \mathrm{\infty })
 \label{eqn-6}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-6" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mo>*</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>and</p>
<p><disp-formula id="eqn-7">
<label>(7)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-7.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-7"><![CDATA[$$\begin{equation}
P^{\mathrm{*}} \left(x, y, t\right)=-\rho gy+Re \left[P \left(x,y\right)e^{-i\omega t}\right].
 \label{eqn-7}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-7" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mo>*</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><inline-formula id="ieqn-8"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-8.png"/><tex-math id="tex-ieqn-8"><![CDATA[$\eta \left(x\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-8"><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-9"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-9.png"/><tex-math id="tex-ieqn-9"><![CDATA[$P \left(x, y\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-9"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> are given as:</p>
<p><disp-formula id="eqn-8">
<label>(8)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-8.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-8"><![CDATA[$$\begin{equation}
\eta \left(x\right)=\frac{i\omega }{g}\Phi (x,y)\quad{\rm at}~ y=0 ,~-\mathrm{\infty }< x< b~{\rm and}~ c< x< \mathrm{\infty }
 \label{eqn-8}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-8" display="block"><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width=".3em" /><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>and</p>
<p><disp-formula id="eqn-9">
<label>(9)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-9.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-9"><![CDATA[$$\begin{equation}
P \left(x,y\right)=i\rho \omega \Phi (x,y)
 \label{eqn-9}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-9" display="block"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><inline-formula id="ieqn-10"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-10.png"/><tex-math id="tex-ieqn-10"><![CDATA[$\Psi ^{\mathrm{*}} \left(x, y, t\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-10"><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mo>*</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> is given as</p>
<p><disp-formula id="eqn-10">
<label>(10)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-10.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-10"><![CDATA[$$\begin{equation}
\Psi ^{\mathrm{*}} \left(x,y,t\right)=Re \left[\Psi \left(x,y\right)e^{-i\omega t}\right]
 \label{eqn-10}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-10" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mo>*</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><inline-formula id="ieqn-11"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-11.png"/><tex-math id="tex-ieqn-11"><![CDATA[$\Phi (x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-11"><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-12"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-12.png"/><tex-math id="tex-ieqn-12"><![CDATA[$\Psi \left(x, y\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-12"><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> satisfy the relations</p>
<p><disp-formula id="eqn-11">
<label>(11)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-11.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-11"><![CDATA[$$\begin{equation}
grad\ \Phi =-\mathbf{k}\times grad\ \Psi
 \label{eqn-11}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-11" display="block"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mi>k</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><inline-formula id="ieqn-13"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-13.png"/><tex-math id="tex-ieqn-13"><![CDATA[$\mathbf{k}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-13"><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mi>k</mml:mi></mml:mstyle></mml:math></alternatives></inline-formula> is a unit vector parallel to the <italic>z</italic>-axis.</p>
</sec>
<sec id="s4">
<label>4</label>
<title>Solution</title>
<p>We follow the method presented by Abou-Dina et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>] to get a solution for the above system of equations and conditions.</p>
<p>The region bounded by <italic>x</italic> = 0 and <italic>x</italic> = <italic>a</italic> contains the floating barrier. The region of the problem is thus divided into three subregions: <italic>V</italic><sup>&#x2212;</sup> , <italic>V</italic><sup>0</sup>, and <italic>V</italic><sup>+</sup> as shown in (<xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2</xref>).</p>
<fig id="fig-2">
<label>Figure 2</label>
<caption>
<title>The three subregions <italic>V</italic><sup>&#x2212;</sup> , <italic>V</italic><sup>0</sup>, and <italic>V</italic><sup>+</sup></title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-2.png"/>
</fig>
<p>We will solve the problem and the solution includes certain unknown coefficients. The equation in the fluid mass and a part of the boundary conditions are satisfied by this solution. Applying the continuity of the physical quantities at <italic>x</italic> = 0 and <italic>x</italic> = <italic>a</italic> will relate the solutions in the neighboring subregions. We determine the unknown coefficients approximately.</p>
<sec id="s4_1">
<label>4.1</label>
<title>Study in the Semi-Infinite Domains</title>
<p>Applying the method of separation of variables for the solution of the system of equations and conditions in the regions <italic>V</italic><sup>&#x2212;</sup> and <italic>V</italic><sup>+</sup> the solution is obtained in these semi-infinite regions respectively as [<xref ref-type="bibr" rid="ref-5">5</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>]</p>
<p><disp-formula id="eqn-12">
<label>(12)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-12.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-12"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \Phi ^{-} \left(x,y\right)= \left\{I_{0}e^{i{\lambda _{0}}x}+R_{0}e^{-i{\lambda _{0}}x}\right\}\cosh \lambda _{0} \left(y+h\right)+\sum_{p=1}^{\mathrm{\infty }}R_{p}\cos \lambda _{p} \left(y+h\right)e^{{\lambda _{p}}x}\label{eqn-12}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-12" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> cos</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>and</p>
<p><disp-formula id="eqn-13">
<label>(13)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-13.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-13"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \Phi ^{+} \left(x,y\right)=T_{0}\cosh \lambda _{0} \left(y+h\right)e^{i{\lambda _{0}} \left(x-a\right)}+\sum_{p=1}^{\mathrm{\infty }}T_{p}\cos \lambda _{p} \left(y+h\right)e^{-{\lambda _{p}} \left(x-a\right)}\label{eqn-13}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-13" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> cos</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-14"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-14.png"/><tex-math id="tex-ieqn-14"><![CDATA[$\lambda _{0}> 0$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-14"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula> denotes the root of the equation</p>
<p><disp-formula id="eqn-14">
<label>(14)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-14.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-14"><![CDATA[$$\begin{equation}
\lambda \tanh \lambda h=\frac{\omega ^{2}}{g}
 \label{eqn-14}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-14" display="block"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>tanh</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>and <inline-formula id="ieqn-15"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-15.png"/><tex-math id="tex-ieqn-15"><![CDATA[$\lambda _{p}>0 (p=1, 2, 3, \ldots )$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-15"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> denote the roots of the equation</p>
<p><disp-formula id="eqn-15">
<label>(15)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-15.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-15"><![CDATA[$$\begin{equation}
\lambda \tanh \lambda h=\frac{\omega ^{2}}{g}
 \label{eqn-15}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-15" display="block"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>tanh</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><italic>I</italic><sub>0</sub>, <italic>R</italic><sub>0</sub>, and <italic>T</italic><sub>0</sub> are the amplitudes of the incident, the reflected and the transmitted waves respectively. <italic>R<sub>p</sub></italic> and <italic>T<sub>p</sub></italic> are complex constant coefficients. The obtained solution includes progressive waves going towards the channel extremities and local perturbations decaying in going away from the obstacle. It is required to calculate the coefficients <italic>R</italic><sub>0</sub>, <italic>T</italic><sub>0</sub>, <italic>R<sub>p</sub></italic> and <italic>T<sub>p</sub></italic>.</p>
</sec>
<sec id="s4_2">
<label>4.2</label>
<title>Solution in the Area <inline-formula id="ieqn-16"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-16.png"/><tex-math id="tex-ieqn-16"><![CDATA[$\boldsymbol{V}^{\mathbf{0}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-16"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></title>
<p><inline-formula id="ieqn-17"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-17.png"/><tex-math id="tex-ieqn-17"><![CDATA[$\Phi ^{0}(x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-17"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> is the potential in the area <italic>V</italic><sup>0</sup>. This function satisfies Laplace&#x2019;s equation in <italic>V</italic><sup>0</sup> and is continuous on <inline-formula id="ieqn-18"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-18.png"/><tex-math id="tex-ieqn-18"><![CDATA[$\overline{V^{0}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-18"><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></alternatives></inline-formula>. The function <inline-formula id="ieqn-19"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-19.png"/><tex-math id="tex-ieqn-19"><![CDATA[$\Psi ^{0}(x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-19"><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> is constant on the boundary of the floating barrier. Therefore, the function <inline-formula id="ieqn-20"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-20.png"/><tex-math id="tex-ieqn-20"><![CDATA[$\Phi ^{0}(x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-20"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> can be extended on the area <italic>OABC</italic> of <xref ref-type="fig" rid="fig-3">Fig. 3</xref>. The extended function is harmonic on the extended region and is denoted by <italic>V</italic>. If the domain of the problem is multi connected, i.e., it contains holes then this holes are removed and replaced by suitable sources (logarithmic sources) and this has been studied in [<xref ref-type="bibr" rid="ref-27">27</xref>]. Also if there is an external pressure acting on the free surface [<xref ref-type="bibr" rid="ref-22">22</xref>] or a finite part the bottom of the channel is set in motion, the same procedure is applied but the control region <italic>V</italic> is enlarged to include the parts of the external pressure or the moving bottom. </p>
<fig id="fig-3">
<label>Figure 3</label>
<caption>
<title>The extended domain</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-3.png"/>
</fig>
<p>The extended function will also be denoted by <inline-formula id="ieqn-21"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-21.png"/><tex-math id="tex-ieqn-21"><![CDATA[$\Phi ^{0}(x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-21"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>. The system of equations and conditions satisfied by function <inline-formula id="ieqn-22"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-22.png"/><tex-math id="tex-ieqn-22"><![CDATA[$\Phi ^{0}(x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-22"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> is given as:</p>
<p><disp-formula id="eqn-16">
<label>(16)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-16.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-16"><![CDATA[$$\begin{equation}\frac{\partial ^{2}}{\partial x^{2}}\Phi ^{0}+\frac{\partial ^{2}}{\partial y^{2}}\Phi ^{0}=0,\quad 0 \leq x \leq a,\ -h \leq y \leq 0.
 \label{eqn-16} \end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-16" display="block"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width=".3em" /><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-17">
<label>(17)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-17.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-17"><![CDATA[$$\begin{equation}\Phi ^{0} \left(0,y\right)= \left\{I_{0}+R_{0}\right\}\mathit{\cosh }\lambda _{0} \left(y+h\right)+\sum_{p=1}^{\infty }R_{p}\,\mathit{\cos}\lambda_{p} \left(y+h\right),\quad x=0,\ -h \leq y \leq 0 \label{eqn-17} \end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-17" display="block"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>cosh</mml:mo></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.3em"/><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>cos</mml:mo></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width=".3em" /><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<disp-formula id="eqn-18">
<label>(18)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-18.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-18"><![CDATA[$$\begin{equation}\frac{\partial \Phi ^{0}}{\partial x} \left(0,y\right)=i\lambda _{0} \left\{I_{0}-R_{0}\right\}\mathit{\cosh }\lambda _{0} \left(y+h\right)+\sum_{p=1}^{\infty }R_{p}\mathit{\cos }\lambda _{p} \left(y+h\right),\quad x=0,\ -h \leq y \leq 0 \label{eqn-18} \end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-18" display="block"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>cosh</mml:mo></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>cos</mml:mo></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width=".3em" /><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-19">
<label>(19)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-19.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-19"><![CDATA[$$\begin{equation}\Phi ^{0} \left(a,y\right)=T_{0}\,\mathit{\cosh}\lambda _{0} \left(y+h\right)+\sum_{p=1}^{\infty }T_{p}\,\mathit{\cos}\lambda _{p} \left(y+h\right),\quad x=0,\ -h \leq y \leq 0 \label{eqn-19} \end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-19" display="block"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.3em"/><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>cosh</mml:mo></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.3em"/><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>cos</mml:mo></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width=".3em" /><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-20">
<label>(20)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-20.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-20"><![CDATA[$$\begin{equation}\frac{\partial \Phi ^{0}}{\partial x} \left(a,y\right)=i{\lambda _{0}}T_{0}\,\mathit{\cosh}\lambda _{0} \left(y+h\right)-\sum_{p=1}^{\infty }{\lambda _{p}}T_{p}\,\mathit{\cos}\lambda _{p} \left(y+h\right),\quad x=0,\ -h \leq y \leq 0 \label{eqn-20}\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-20" display="block"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.3em"/><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>cosh</mml:mo></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.3em"/><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>cos</mml:mo></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width=".3em" /><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></disp-formula>
<p>and</p>
<p><disp-formula id="eqn-21">
<label>(21)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-21.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-21"><![CDATA[$$\begin{equation}
\frac{\partial \Phi ^{0}}{\partial \mathrm{y}} \left(\mathrm{x},\mathrm{y}\right)=0,\quad 0 \leq \mathrm{x} \leq \mathrm{a},~\mathrm{y}=-\mathrm{h}.
 \label{eqn-21}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-21" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>y</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>x</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>y</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>x</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width=".3em" /><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>y</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>h</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>We use the transform <inline-formula id="ieqn-23"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-23.png"/><tex-math id="tex-ieqn-23"><![CDATA[$\widetilde{\Phi _{m}^{0}}(y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-23"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>&#x0303;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula id="ieqn-24"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-24.png"/><tex-math id="tex-ieqn-24"><![CDATA[$\Phi ^{0} \left(x, y\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-24"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> defined as [<xref ref-type="bibr" rid="ref-42">42</xref>]:</p>
<p><disp-formula id="eqn-22">
<label>(22)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-22.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-22"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \widetilde{\Phi _{m}^{0}} \left(y\right)=\int_{0}^{+a}\Phi ^{0} \left(x,y\right)\cos \left(m\frac{\pi }{a}x\right)dx,\quad m=0,1,2,3,\ldots \label{eqn-22}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-22" display="block"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>&#x0303;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B; </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>Applying this transformation to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-16">Eqs. (16)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-18">(18)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-20">(20)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-22">(22)</xref>, the functions <inline-formula id="ieqn-25"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-25.png"/><tex-math id="tex-ieqn-25"><![CDATA[$\widetilde{\Phi _{m}^{0}} \left(y\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-25"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>&#x0303;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-26"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-26.png"/><tex-math id="tex-ieqn-26"><![CDATA[$m=0, 1, 2, 3, \ldots$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-26"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:math></alternatives></inline-formula> are obtained after some manipulation in terms of constant coefficients <italic>a<sub>m</sub></italic> as </p>
<p><disp-formula id="eqn-23">
<label>(23)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-23.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-23"><![CDATA[$$\begin{align}
\matrix{
   {\mathop {\Phi _m^0}\limits^ \sim  \left( y \right)} \hfill & { = {{a{I_0}} \over {2 - \delta _m^0}}\left[ {{a_m}\cosh {{m\pi } \over a}\left( {y + h} \right)} \right] - i\left[ {\left( {{R_0} - {I_0}} \right) + {{\left( { - 1} \right)}^m}{T_0}} \right]{{{\lambda _0}} \over {\lambda _0^2 - {{\left( {m{\pi  \over a}} \right)}^2}}}\cosh {\lambda _0}\left( {y + h} \right)} \hfill  \cr 
   {} \hfill & {\quad  - \sum\limits_{p = 1}^\infty  {\left[ {{R_p} + {{\left( { - 1} \right)}^m}{T_p}} \right]} {{{\lambda _p}} \over {\lambda _p^2 - {{\left( {m{\pi  \over a}} \right)}^2}}}\cos {\lambda _p}\left( {y + h} \right)} \hfill  \cr } 
\label{eqn-23}
\end{align}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-23" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mover><mml:mstyle mathsize='140%' displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03A6;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>&#x223C;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo> <mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mi>cosh</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow> <mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo> <mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow> <mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>cosh</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo> <mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mrow> <mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>cos</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>The finite Fourier transform <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-23">(23)</xref> has the following inversion expression [<xref ref-type="bibr" rid="ref-42">42</xref>]:</p>
<p><disp-formula id="eqn-24">
<label>(24)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-24.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-24"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \Phi ^{0} \left(x,y\right)=\sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }}\frac{2-\delta _{m}^{0}}{a}\widetilde{\Phi _{m}^{0}} \left(y\right)\cos \left(m\frac{\pi }{a}x\right) \label{eqn-24}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-24" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>&#x0303;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>Using <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-23">(23)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-24">(24)</xref> together with the expressions</p>
<p><disp-formula id="eqn-25">
<label>(25)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-25.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-25"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }}\frac{ \left(2-\delta _{m}^{0}\right)}{a}\frac{ \left(-1\right)^{m}\lambda _{0}}{\lambda _{0}^{2}- \left(\frac{m\pi }{a}\right)^{2}}\cos \left(\frac{m\pi }{a}x\right)=\frac{1}{\sin \left(\lambda _{0}\,a\right)}\cos \left(\lambda _{0}x\right) \label{eqn-25}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-25" display="block"><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>sin</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.3em"/><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>and</p>
<p><disp-formula id="eqn-26">
<label>(26)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-26.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-26"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }}\frac{ \left(2-\delta _{m}^{0}\right)}{a}\frac{ \left(-1\right)^{m}\lambda _{p}}{\lambda _{p}^{2}- \left(\frac{m\pi }{a}\right)^{2}}\cos \left(\frac{m\pi }{a}x\right)=\frac{1}{\sinh \left(\lambda _{p}a\right)}\cosh \left(\lambda _{p}x\right), \label{eqn-26}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-26" display="block"><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>sinh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>cosh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>the velocity potential in the domain <italic>V</italic><sup>0</sup> is obtained as</p>
<p><disp-formula id="eqn-27">
<label>(27)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-27.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-27"><![CDATA[$$\begin{align}
\Phi ^{0} \left(x,y\right)&=I_{0}\sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }}a_{m}\cosh \frac{m\pi }{a} \left(y+h\right)\cos \left(m\frac{\pi }{a}x\right)-i \left[ \left(R_{0}-I_{0}\right)\mathit{\cos }\lambda _{0} \left(x-a\right)\right.\nonumber \\
 &\quad + \left.T_{0}\cos \lambda _{0}x\right]\frac{\cosh \lambda _{0} \left(y+h\right)}{\sin \left(\lambda _{0}\,a\right)}-\sum_{p=1}^{\mathrm{\infty }} \left[R_{p}\cosh \lambda _{p} \left(x-a\right)+T_{p}\cosh \left(\lambda _{p}x\right)\right]\frac{\cos \lambda _{p} \left(y+h\right)}{\sinh \left(\lambda _{p}a\right)}\label{eqn-27}
\end{align}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-27" display="block"><mml:mtable columnalign="left" columnspacing="1pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>cos</mml:mo></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo></mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo></mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> cos</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>cosh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>sin</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.3em"/><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>cos</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>sinh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>Substituting expression <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-27">(27)</xref> of <inline-formula id="ieqn-27"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-27.png"/><tex-math id="tex-ieqn-27"><![CDATA[$\Phi ^{0} \left(x, y\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-27"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> into conditions <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-17">(17)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-19">(19)</xref>, we get the following relations</p>
<p><disp-formula id="eqn-28">
<label>(28)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-28.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-28"><![CDATA[$$\begin{align}
 & \left\{I_{0}+R_{0}\right\}\cosh \lambda _{0} \left(y+h\right)+\sum_{p=1}^{\mathrm{\infty }}R_{p}\cos \lambda _{p} \left(y+h\right)\nonumber \\
 &\quad=I_{0}\sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }}a_{m}\mathit{\cosh }\frac{m\pi }{a} \left(y+h\right)-i \left[ \left(R_{0}-I_{0}\right)\mathit{\cos }\lambda _{0}\,a+T_{0}\right]\frac{\mathit{\cosh }\lambda _{0} \left(y+h\right)}{\mathit{\sin } \left(\lambda _{0}\,a\right)}\nonumber \\
 &\qquad-\sum_{p=1}^{\mathrm{\infty }} \left[R_{p}\mathit{\cosh }\lambda _{p}a+T_{p}\right]\frac{\mathit{\cos }\lambda _{p} \left(y+h\right)}{\mathit{\sinh } \left(\lambda _{p}a\right)}\label{eqn-28}
\end{align}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-28" display="block"><mml:mtable columnalign="left" columnspacing="1pt"><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> cos</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>cosh</mml:mo></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>cos</mml:mo></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.3em"/><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>cosh</mml:mo></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>sin</mml:mo></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.3em"/><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>cosh</mml:mo></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>cos</mml:mo></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>sinh</mml:mo></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>and</p>
<p><disp-formula id="eqn-29">
<label>(29)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-29.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-29"><![CDATA[$$\begin{align}
 &T_{0}\cosh \lambda _{0} \left(y+h\right)+\sum_{p=1}^{\mathrm{\infty }}T_{p}\cos \lambda _{p} \left(y+h\right)\nonumber \\
 &\quad=I_{0}\sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }} \left(-1\right)^{m}a_{m}\mathit{\cosh }\frac{m\pi }{a} \left(y+h\right)-i \left[ \left(R_{0}-I_{0}\right)+T_{0}\cos \lambda _{0}\,a\right]\frac{\cosh \lambda _{0} \left(y+h\right)}{\sin \left(\lambda _{0}\,a\right)}\nonumber \\
 &\qquad-\sum_{p=1}^{\mathrm{\infty }} \left[R_{p}+T_{p}\cosh \left(\lambda _{p}a\right)\right]\frac{\cos \lambda _{p} \left(y+h\right)}{\sinh \left(\lambda _{p}a\right)}. \label{eqn-29}
\end{align}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-29" display="block"><mml:mtable columnalign="left" columnspacing="1pt"><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> cos</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mo>cosh</mml:mo></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> cos</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.3em"/><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>cosh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>sin</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.3em"/><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>cos</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>sinh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>The orthogonality of the functions <inline-formula id="ieqn-28"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-28.png"/><tex-math id="tex-ieqn-28"><![CDATA[$\{\cosh \lambda _{0} \left(y+h\right), \cos \lambda _{p}(y+h), p \geq 1\}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-28"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cosh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>, over <inline-formula id="ieqn-29"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-29.png"/><tex-math id="tex-ieqn-29"><![CDATA[$-h \leq y \leq 0$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-29"><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, is used. The coefficients <italic>R</italic><sub>0</sub>, <italic>T</italic><sub>0</sub>, <italic>R<sub>p</sub></italic> and <italic>T<sub>p</sub></italic>, <inline-formula id="ieqn-30"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-30.png"/><tex-math id="tex-ieqn-30"><![CDATA[$p \geq 1$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-30"><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula> are obtained by the use of relations <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-28">(28)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-29">(29)</xref>, in the form:</p>
<p><disp-formula id="eqn-30">
<label>(30)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-30.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-30"><![CDATA[$$\begin{equation} R_{0}=I_{0}\sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }} \left\{1- \left(-1\right)^{m}e^{i{\lambda _{0}}a}\right\}{\alpha _{0,m}}\ a_{m}, \label{eqn-30} \end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-30" display="block"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width=".3em" /><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-31">
<label>(31)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-31.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-31"><![CDATA[$$\begin{equation} T_{0}=I_{0} \left[e^{i{\lambda _{0}}a}+\sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }} \left\{ \left(-1\right)^{m}-e^{i{\lambda _{0}}a}\right\}{\alpha _{0,m}}\ a_{m},\right] \label{eqn-31} \end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-31" display="block"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width=".3em" /><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<disp-formula id="eqn-32">
<label>(32)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-32.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-32"><![CDATA[$$\begin{equation} R_{p}=I_{0}\sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }} \left\{1- \left(-1\right)^{m}e^{-{\lambda _{p}}a}\right\}{\alpha _{p,m}}\ a_{m}, \label{eqn-32}\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-32" display="block"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width=".3em" /><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></disp-formula>
<p>and</p>
<p><disp-formula id="eqn-33">
<label>(33)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-33.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-33"><![CDATA[$$\begin{equation}
 T_{p}=I_{0}\sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }} \left\{ \left(-1\right)^{m}-e^{-{\lambda _{p}}a}\right\}{\alpha _{p,m}}\,a_{m}, \label{eqn-33}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-33" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.3em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-31"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-31.png"/><tex-math id="tex-ieqn-31"><![CDATA[$\alpha _{0, m}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-31"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-32"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-32.png"/><tex-math id="tex-ieqn-32"><![CDATA[$\alpha _{p, m}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-32"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula> are given for <inline-formula id="ieqn-33"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-33.png"/><tex-math id="tex-ieqn-33"><![CDATA[$p \geq 1$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-33"><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>. and <inline-formula id="ieqn-34"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-34.png"/><tex-math id="tex-ieqn-34"><![CDATA[$m \geq 0$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-34"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>. as</p>
<p><disp-formula id="eqn-34">
<label>(34)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-34.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-34"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \alpha _{0,m}=\frac{\lambda _{0}\cosh \left(\lambda _{0}h\right) \left[\frac{m\pi }{a}\sinh \left(\frac{m\pi }{a}h\right)-\frac{\omega ^{2}}{g}\cosh \left(\frac{m\pi }{a}h\right)\right]}{ \left[ \left(\frac{m\pi }{a}\right)^{2}-\lambda _{0}^{2}\right] \left[\lambda _{0}h+\sinh \left(\lambda _{0}h\right)\cosh \left(\lambda _{0}h\right)\right]}\label{eqn-34}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-34" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> sinh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo> sinh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>cosh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>and</p>
<p><disp-formula id="eqn-35">
<label>(35)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-35.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-35"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \alpha _{p,m}=\frac{\lambda _{p}\cos \left(\lambda _{p}h\right) \left[\frac{m\pi }{a}\sinh \left(\frac{m\pi }{a}h\right)-\frac{\omega ^{2}}{g}\cosh \left(\frac{m\pi }{a}h\right)\right]}{ \left[\lambda _{p}^{2}+ \left(\frac{m\pi }{a}\right)^{2}\right] \left[\lambda _{p}h+\sin \left(\lambda _{p}h\right)\cos \left(\lambda _{p}h\right)\right]}. \label{eqn-35}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-35" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> sinh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo> sin</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>The function <inline-formula id="ieqn-35"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-35.png"/><tex-math id="tex-ieqn-35"><![CDATA[$\Phi ^{0}(x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-35"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> given by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-27">(27)</xref> is written using <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-30">(30)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-33">(33)</xref> in terms of <italic>a<sub>m</sub></italic>, <inline-formula id="ieqn-36"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-36.png"/><tex-math id="tex-ieqn-36"><![CDATA[$m \geq 0$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-36"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula> as</p>
<p><disp-formula id="eqn-36">
<label>(36)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-36.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-36"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \Phi ^{0} \left(x,y\right)=I_{0} \left[e^{i{\lambda _{0}}x}\cosh \lambda _{0} \left(y+h\right)+\sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }}a_{m}\Phi _{m}^{0} \left(x,y\right)\right] \label{eqn-36}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-36" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-37"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-37.png"/><tex-math id="tex-ieqn-37"><![CDATA[$\Phi _{m}^{0} \left(x, y\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-37"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-38"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-38.png"/><tex-math id="tex-ieqn-38"><![CDATA[$m \geq 0$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-38"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula> are given as:</p>
<p><disp-formula id="eqn-37">
<label>(37)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-37.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-37"><![CDATA[$$\begin{align}
 \Phi _{m}^{0} \left(x,y\right)&=\cosh \frac{m\pi }{a} \left(y+h\right)\cos \left(\frac{m\pi }{a}x\right)-\alpha _{0,m} \left(e^{i{\lambda _{0}}x}+ \left(-1\right)^{m}e^{i{\lambda _{0}} \left(x-a\right)}\right)\cosh \lambda _{0} \left(y+h\right)\nonumber \\
 &\quad -\sum_{p=1}^{\mathrm{\infty }}\alpha _{p,m} \left(e^{-{\lambda _{p}}x}+ \left(-1\right)^{m}e^{-{\lambda _{p}} \left(x-a\right)}\right)\cos \lambda _{p} \left(y+h\right). \label{eqn-37}
\end{align}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-37" display="block"><mml:mtable columnalign="left" columnspacing="1pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo> cos</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>The functions <inline-formula id="ieqn-39"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-39.png"/><tex-math id="tex-ieqn-39"><![CDATA[$\Psi ^{-}(x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-39"><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-40"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-40.png"/><tex-math id="tex-ieqn-40"><![CDATA[$\Psi ^{0}(x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-40"><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-41"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-41.png"/><tex-math id="tex-ieqn-41"><![CDATA[$\Psi ^{+}(x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-41"><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> are obtained from relations <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-11">(11)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-14">(14)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-15">(15)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-36">(36)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-37">(37)</xref> as</p>
<p><disp-formula id="eqn-38">
<label>(38)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-38.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-38"><![CDATA[$$\begin{equation} \Psi ^{-} \left(x, y\right)=i \left\{I_{0}e^{i{\lambda _{0}}x}-R_{0}e^{-i{\lambda _{0}}x}\right\}\sinh \lambda _{0} \left(y+h\right)+\sum_{p=1}^{\mathrm{\infty }}R_{p}\sin \lambda _{p} \left(y+h\right)e^{{\lambda _{p}}x}, \label{eqn-38} \end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-38" display="block"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo> sinh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> sin</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-39">
<label>(39)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-39.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-39"><![CDATA[$$\begin{equation} \Psi ^{0} \left(x, y\right)=I_{0} \left[e^{i{\lambda _{0}}x}\sinh \lambda _{0} \left(y+h\right)-\sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }}a_{m}\Psi _{m}^{0} \left(x,y\right)\right], \label{eqn-39}\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-39" display="block"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> sinh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p>and</p>
<p><disp-formula id="eqn-40">
<label>(40)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-40.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-40"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \Psi ^{+} \left(x, y\right)=iT_{0}\sinh \lambda _{0} \left(y+h\right)e^{i{\lambda _{0}} \left(x-a\right)}-\sum_{p=1}^{\mathrm{\infty }}T_{p}\sin \lambda _{p} \left(y+h\right)e^{{-\lambda _{p}} \left(x-a\right)}, \label{eqn-40}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-40" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> sinh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> sin</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>The functions <inline-formula id="ieqn-42"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-42.png"/><tex-math id="tex-ieqn-42"><![CDATA[$\Psi _{m}^{0}(x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-42"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-43"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-43.png"/><tex-math id="tex-ieqn-43"><![CDATA[$m=1, 2, 3, \ldots$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-43"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:math></alternatives></inline-formula> are defined as</p>
<p><disp-formula id="eqn-41">
<label>(41)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-41.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-41"><![CDATA[$$\begin{align}
 \Phi _{m}^{0} \left(x,y\right)&=\sinh \frac{m\pi }{a} \left(y+h\right)\sin \left(\frac{m\pi }{a}x\right)+i\alpha _{0,m} \left(e^{i{\lambda _{0}}x}- \left(-1\right)^{m}e^{-i{\lambda _{0}} \left(x-a\right)}\right)\sinh \lambda _{0} \left(y+h\right)\nonumber \\
 &\quad -\sum_{p=1}^{\mathrm{\infty }}\alpha _{p,m} \left(e^{-{\lambda _{p}}x}- \left(-1\right)^{m}e^{{\lambda _{p}} \left(x-a\right)}\right)\sin \lambda _{p} \left(y+h\right). \label{eqn-41}
\end{align}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-41" display="block"><mml:mtable columnalign="left" columnspacing="1pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo> sinh</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>sin</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo> sinh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo> sin</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>It can be shown using expressions <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-14">(14)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-15">(15)</xref> together with the boundary conditions on the upper and lower bounds of the control region <italic>V</italic><sup>0</sup> that</p>
<p><disp-formula id="eqn-42">
<label>(42)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-42.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-42"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \left| T_{0}\right| ^{2}+ \left| R_{0}\right| ^{2}= \left| I_{0}\right| ^{2}
 \label{eqn-42}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-42" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-42">Eq. (42)</xref> translates the conservation of energy. The conservation of mass is satisfied if</p>
<p><disp-formula id="eqn-43">
<label>(43)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-43.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-43"><![CDATA[$$\begin{equation}
T_{0}+R_{0}=I_{0}
 \label{eqn-43}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-43" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>which becomes an identity, if we set</p>
<p><disp-formula id="eqn-44">
<label>(44)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-44.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-44"><![CDATA[$$\begin{equation}
a=2k\pi /\lambda _{0},
 \label{eqn-44}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-44" display="block"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where <italic>k</italic> &#x003E; 0 is an integer. <italic>k</italic> &#x003E; 0 is taken as the smallest integer (<italic>k</italic><sub>0</sub>) making the sub-domain <italic>V</italic><sup>0</sup> enclose the fixed floating obstacle.</p>
</sec>
<sec id="s4_3">
<label>4.3</label>
<title>The Approximate Solution</title>
<p>To get the functions <inline-formula id="ieqn-44"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-44.png"/><tex-math id="tex-ieqn-44"><![CDATA[$\Phi \left(x, y\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-44"><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-45"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-45.png"/><tex-math id="tex-ieqn-45"><![CDATA[$\Psi \left(x, y\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-45"><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>, in the whole region of the problem, in terms of <italic>a<sub>m</sub></italic>, <inline-formula id="ieqn-46"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-46.png"/><tex-math id="tex-ieqn-46"><![CDATA[$m \geq $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-46"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo></mml:math></alternatives></inline-formula>0, we collect relations <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-14">(14)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-15">(15)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-36">(36)</xref> for <inline-formula id="ieqn-47"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-47.png"/><tex-math id="tex-ieqn-47"><![CDATA[$\Phi \left(x, y\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-47"><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-38">(38)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-40">(40)</xref> for <inline-formula id="ieqn-48"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-48.png"/><tex-math id="tex-ieqn-48"><![CDATA[$\Psi \left(x, y\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-48"><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>. These functions satisfy the equations of the problem except the condtion on the higher bound of <italic>V</italic><sup>0</sup> (see <xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2</xref>). We satisfy this condition approximately to determine <italic>a<sub>m</sub></italic>, <inline-formula id="ieqn-49"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-49.png"/><tex-math id="tex-ieqn-49"><![CDATA[$m=0, 1, 2, 3, \ldots$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-49"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:math></alternatives></inline-formula></p>
<p>As shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2</xref>, the upper bound of the sub-domain <italic>V</italic><sup>0</sup> consists of two parts of the free surface lying on both sides of the floating obstacle, precisely at <inline-formula id="ieqn-50"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-50.png"/><tex-math id="tex-ieqn-50"><![CDATA[$0 \leq x< b$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-50"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-51"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-51.png"/><tex-math id="tex-ieqn-51"><![CDATA[$c< x \leq a$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-51"><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>, in addition to a third part represented by the lower boundary of the obstacle with equation <italic>y</italic> = &#x2212; <italic>K</italic>(<italic>x</italic>), <inline-formula id="ieqn-52"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-52.png"/><tex-math id="tex-ieqn-52"><![CDATA[$b \leq x \leq c$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-52"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>. In the frame of the linear theory of motion adopted here, the condition on the free surface, at <inline-formula id="ieqn-53"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-53.png"/><tex-math id="tex-ieqn-53"><![CDATA[$0 \leq x< b$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-53"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-54"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-54.png"/><tex-math id="tex-ieqn-54"><![CDATA[$c< x \leq a$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-54"><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>, reduces to</p>
<p><disp-formula id="eqn-45">
<label>(45)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-45.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-45"><![CDATA[$$\begin{equation}
\frac{\partial }{\partial y}\Phi ^{0} \left(x,y\right)-\frac{\omega ^{2}}{g}\Phi ^{0} \left(x,y\right)=0\quad {\rm at}~y=0 ,~ 0 \leq x< b~{\rm and}~c< x \leq a,
 \label{eqn-45}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-45" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width=".3em" /><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>which together with expression <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-36">(36)</xref> lead to the following constraints posed on <italic>a<sub>m</sub></italic>, <inline-formula id="ieqn-55"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-55.png"/><tex-math id="tex-ieqn-55"><![CDATA[$m=0, 1, 2, 3, \ldots$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-55"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:math></alternatives></inline-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-46">
<label>(46)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-46.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-46"><![CDATA[$$\begin{align}
 &\frac{\partial }{\partial y} \left[e^{i{\lambda _{0}}x}\cosh \lambda _{0} \left(y+h\right)+\sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }}a_{m}\Phi _{m}^{0} \left(x,y\right)\right]-\frac{\omega ^{2}}{g} \left[e^{i{\lambda _{0}}x}\cosh \lambda _{0} \left(y+h\right)+\sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }}a_{m}\Phi _{m}^{0} \left(x,y\right)\right]=0,\nonumber \\
 &\quad\quad \quad\quad\qquad at\ y=0,\ 0 \leq x< b\ and\ c< x \leq a, \label{eqn-46}
\end{align}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-46" display="block"><mml:mtable columnalign="left" columnspacing="1pt"><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width=".3em" /><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><inline-formula id="ieqn-56"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-56.png"/><tex-math id="tex-ieqn-56"><![CDATA[$\Phi _{m}^{0} \left(x, y\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-56"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> are defined by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-37">(37)</xref>. Relations <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-46">(46)</xref> are simplified as</p>
<p><disp-formula id="eqn-47">
<label>(47)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-47.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-47"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }}a_{m} \left[\frac{m\pi }{a}\sinh \left(\frac{m\pi }{a}h\right)-\frac{\omega ^{2}}{g}\cosh \left(\frac{m\pi }{a}h\right)\right]\cos \left(\frac{m\pi }{a}x\right)=0,\quad 0 \leq x< b\ and\ c< x \leq a, \label{eqn-47}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-47" display="block"><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>sinh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>cosh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>On the other hand, the function <inline-formula id="ieqn-57"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-57.png"/><tex-math id="tex-ieqn-57"><![CDATA[$\Psi (x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-57"><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>, given by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-43">(43)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-45">(45)</xref>, should have a constant value on the boundary of the floating obstacle <inline-formula id="ieqn-58"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-58.png"/><tex-math id="tex-ieqn-58"><![CDATA[$ \left(y=-K(x), b \leq x \leq c\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-58"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> since this boundary is a part of a certain streamline. Therefore, the coefficients <italic>a<sub>m</sub></italic> has also to obey the following series equation</p>
<p><disp-formula id="eqn-48">
<label>(48)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-48.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-48"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }}a_{m}\Psi _{m}^{0} \left(x,y\right)=\frac{C_{0}}{I_{0}}+ie^{i{\lambda _{0}}x}\sinh \lambda _{0} \left(y+h\right),\quad y=-K \left(x\right),\ b \leq x \leq c, \label{eqn-48}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-48" display="block"><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> sinh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where <italic>C</italic><sub>0</sub> denotes the constant value taken by the stream-function <inline-formula id="ieqn-59"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-59.png"/><tex-math id="tex-ieqn-59"><![CDATA[$\Psi \left(x, y\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-59"><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> on the barrier with equation <inline-formula id="ieqn-60"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-60.png"/><tex-math id="tex-ieqn-60"><![CDATA[$y=-K \left(x\right), b \leq x \leq c$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-60"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> (see <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref> for the constants <italic>b</italic>, <italic>c</italic>). Let <italic>x</italic><sub>0</sub> be a point arbitrarily chosen in the interval <inline-formula id="ieqn-61"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-61.png"/><tex-math id="tex-ieqn-61"><![CDATA[$b \leq x \leq c$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-61"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> with <italic>y</italic><sub>0</sub> = &#x2212; <italic>K</italic>(<italic>x</italic><sub>0</sub>). Condition <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-48">(48)</xref> may be replaced by the following</p>
<p><disp-formula id="eqn-49">
<label>(49)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-49.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-49"><![CDATA[$$\begin{align}
 \sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }}a_{m} \left[\Psi _{m}^{0} \left(x,y\right)-\Psi _{m}^{0} \left(x_{0},y_{0}\right)\right]&=i \left[e^{i{\lambda _{0}}x}\sinh \lambda _{0} \left(y+h\right)-e^{i{\lambda _{0}}{x_{0}}}\sinh \lambda _{0} \left(y_{0}+h\right)\right], y=-K \left(x\right),\nonumber \\
 &\quad \quad \quad \quad\quad \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad \quad \quad \quad \quad b \leq x \leq c, \label{eqn-49}
\end{align}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-49" display="block"><mml:mtable columnalign="left" columnspacing="1pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> sinh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> sinh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>If the floating obstacle occupies the interval <inline-formula id="ieqn-62"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-62.png"/><tex-math id="tex-ieqn-62"><![CDATA[$0 \leq x \leq a$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-62"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>, and no part of the free surface is enclosed in this interval then expression <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-49">(49)</xref> only is to be considered and expressions <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-47">(47)</xref> are discarded. We hence give the solution to the problem in terms of a set of coefficients <italic>a<sub>m</sub></italic>. To determine the coefficients of expressions (<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-47">47</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-49">49</xref>), we follow the collocation procedure [<xref ref-type="bibr" rid="ref-39">39</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-40">40</xref>]. We replace the infinite upper limit of the series on the L.H.S. of both expressions <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-47">(47)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-49">(49)</xref> by <italic>M</italic> has taken sufficiently large according to the desired accuracy. We choose a decomposition <inline-formula id="ieqn-63"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-63.png"/><tex-math id="tex-ieqn-63"><![CDATA[$\{x_{n}, n=0, 1, 2, \ldots, N_{1}, \ldots, N_{2}, \ldots, N\}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-63"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="ieqn-64"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-64.png"/><tex-math id="tex-ieqn-64"><![CDATA[$0 \leq x \leq a$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-64"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="ieqn-65"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-65.png"/><tex-math id="tex-ieqn-65"><![CDATA[$0=x_{0}< x_{1}< \ldots < x_{{N_{1}}}=b< \ldots < x_{{N_{2}}}=c< \ldots < x_{N}=a$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-65"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>, where <italic>N</italic> is an integer with <italic>N</italic> &#x003E; <italic>M</italic>. We thus obtain the following system of equations</p>
<p><disp-formula id="eqn-50">
<label>(50)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-50.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-50"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \sum_{m=0}^{\mathrm{\infty }}B_{m,n}a_{m}^{ \left(N,M\right)}=D_{n},\quad n=1,2,\ldots ,N, \label{eqn-50}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-50" display="block"><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>The elements <italic>B</italic><sub><italic>m</italic>, <italic>n</italic></sub> and <italic>D<sub>n</sub></italic> are</p>
<p><disp-formula id="eqn-51">
<label>(51)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-51.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-51"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \left.\begin{array}{l}B_{m,n}= \left[\displaystyle \frac{m\pi }{a}\sinh \left(\displaystyle \frac{m\pi }{a}h\right)-\displaystyle \frac{\omega ^{2}}{g}\cosh \left(\displaystyle \frac{m\pi }{a}h\right)\right]\cos \left(\displaystyle \frac{m\pi }{a}x_{n}\right), \\[10pt] D_{n}=0\quad for\ n=0,1,2,\ldots,N_{1}\ and \ m=1,2,\ldots ,M, \end{array}\right\}\label{eqn-51}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-51" display="block"><mml:mrow><mml:mo></mml:mo><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="" equalcolumns="false"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>sinh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>cosh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>and</p>
<p><disp-formula id="eqn-52">
<label>(52)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-52.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-52"><![CDATA[$$\begin{equation}
 B_{m,n}=\Psi _{m}^{0} \left(x_{n}-K \left(x_{n}\right)\right), D_{n}=ie^{i{\lambda _{0}}{x_{n}}}\sinh \left(h-K \left(x_{n}\right)\right)\quad for\ n=N_{1}+1,\ldots ,N_{2}-1\ and \ m=1,2,\ldots ,M. \label{eqn-52}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-52" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> sinh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>We have a number <italic>N</italic> of linear <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-50">Eqs. (50)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-52">(52)</xref> in a number <italic>M</italic> of the coefficients <inline-formula id="ieqn-66"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-66.png"/><tex-math id="tex-ieqn-66"><![CDATA[$a_{m}^{(N, M)}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-66"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></alternatives></inline-formula> with <italic>N</italic> &#x003E; <italic>M</italic>. We put this system in the following square form</p>
<p><disp-formula id="eqn-53">
<label>(53)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-53.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-53"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \left(\mathbf{B}^{T}\mathbf{B}\right)\mathrm{A}=\mathbf{B}^{T}\mathbf{D}
 \label{eqn-53}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-53" display="block"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mi>B</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mi>B</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mi>B</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mi>D</mml:mi></mml:mstyle></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-67"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-67.png"/><tex-math id="tex-ieqn-67"><![CDATA[$\mathbf{A}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-67"><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle></mml:math></alternatives></inline-formula> is the vector of unknown coefficients <inline-formula id="ieqn-68"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-68.png"/><tex-math id="tex-ieqn-68"><![CDATA[$a_{m}^{(N, M)}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-68"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-69"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-69.png"/><tex-math id="tex-ieqn-69"><![CDATA[$\mathbf{B}^{T}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-69"><mml:msup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mi>B</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula> is the transpose of the matrix <inline-formula id="ieqn-70"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-70.png"/><tex-math id="tex-ieqn-70"><![CDATA[$\mathbf{B}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-70"><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mi>B</mml:mi></mml:mstyle></mml:math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-71"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-71.png"/><tex-math id="tex-ieqn-71"><![CDATA[$\mathbf{D}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-71"><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mi>D</mml:mi></mml:mstyle></mml:math></alternatives></inline-formula> is the vector of constants <italic>D<sub>n</sub></italic>. The solution of the system (53) determines the velocity potential <inline-formula id="ieqn-72"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-72.png"/><tex-math id="tex-ieqn-72"><![CDATA[$\Phi ^{0}(x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-72"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> and the stream-function <inline-formula id="ieqn-73"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-73.png"/><tex-math id="tex-ieqn-73"><![CDATA[$\Psi ^{0}(x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-73"><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>, in the sub-region <italic>V</italic><sup>0</sup> as</p>
<p><disp-formula id="eqn-54">
<label>(54)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-54.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-54"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \Phi ^{0 \left(N,M\right)} \left(x,y\right)=I_{0} \left[e^{i{\lambda _{0}}x}\cosh \lambda _{0} \left(y+h\right)+\sum_{m=0}^{M}a_{m}^{ \left(N,M\right)}\Phi _{m}^{0} \left(x,y\right)\right], \label{eqn-54}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-54" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> cosh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>and</p>
<p><disp-formula id="eqn-55">
<label>(55)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-55.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-55"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \Psi ^{0 \left(N,M\right)} \left(x, y\right)=I_{0} \left[e^{i{\lambda _{0}}x}\sinh \lambda _{0} \left(y+h\right)-\sum_{m=0}^{M}a_{m}^{ \left(N,M\right)}\Psi _{m}^{0} \left(x,y\right)\right], \label{eqn-55}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-55" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> sinh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>respectively.</p>
<p>The function <inline-formula id="ieqn-74"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-74.png"/><tex-math id="tex-ieqn-74"><![CDATA[$\Phi ^{0(N, M)} \left(x, y\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-74"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x03A6;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> given by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-54">(54)</xref> satisfies approximately a relation of the form <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-45">(45)</xref> and the function <inline-formula id="ieqn-75"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-75.png"/><tex-math id="tex-ieqn-75"><![CDATA[$\Psi ^{0(N, M)} \left(x, y\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-75"><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> given by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-55">(55)</xref> has approximately a constant value along the boundary of the immersed part of the obstacle. We introduce <italic>ER</italic><sup>(<italic>N</italic>, <italic>M</italic>)</sup>(<italic>x</italic>), <inline-formula id="ieqn-76"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-76.png"/><tex-math id="tex-ieqn-76"><![CDATA[$0 \leq x \leq a$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-76"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>, as local error with:</p>
<p><disp-formula id="eqn-56">
<label>(56)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-56.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-56"><![CDATA[$$\begin{align}
 ER^{ \left(N,M\right)} \left(x\right)=\; \left\{\begin{array}{l}\displaystyle\sum_{m=0}^{M}a_{m}^{ \left(N,M\right)} \left[\displaystyle\frac{m\pi }{a}\sinh \left(\displaystyle\frac{m\pi }{a}h\right)-\displaystyle\frac{\omega ^{2}}{g}\cosh \left(\displaystyle\frac{m\pi }{a}h\right)\right]\cos \left(\displaystyle\frac{m\pi }{a}x\right), \\[10pt] \quad\quad \quad \quad \quad \quad for\ 0 \leq x< b,\ c< x \leq a \\[10pt] \sum_{m=0}^{M}a_{m}^{ \left(N,M\right)} \left[\Psi _{m}^{0} \left(x,y\right)-\Psi _{m}^{0} \left(x_{0},y_{0}\right)\right], \\ [10pt] -i \left[e^{i{\lambda _{0}}x}\sinh \lambda _{0} \left(y+h\right)-e^{i{\lambda _{0}}{x_{0}}}\sinh \lambda _{0} \left(y_{0}+h\right)\right], \\[10pt] \quad \quad \quad \quad\quad \quad for\ y=-K \left(x\right),\ b \leq x \leq c \end{array}\right.\label{eqn-56}
\end{align}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-56" display="block"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace width="2.77695pt"/><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="" equalcolumns="false"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>sinh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>cosh</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> sinh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> sinh</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr> </mml:mtable></mml:mrow><mml:mo></mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>By checking the inequality</p>
<p><disp-formula id="eqn-57">
<label>(57)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-57.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-57"><![CDATA[$$\begin{equation}
ER_{L}^{ \left(N,M\right)}=\max _{0 \leq x \leq a} \left| ER^{ \left(N,M\right)} \left(x\right)\right| < \varepsilon
 \label{eqn-57}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-57" display="block"><mml:mi>E</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo> max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>for a control parameter <inline-formula id="ieqn-77"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-77.png"/><tex-math id="tex-ieqn-77"><![CDATA[$\epsilon$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-77"><mml:mi>&#x03F5;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>, the choice of <italic>N</italic> and <italic>M</italic> can be controlled. Also, this can be done by checking another inequality of the form</p>
<p><disp-formula id="eqn-58">
<label>(58)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-58.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-58"><![CDATA[$$\begin{equation}
 ER_{G}^{ \left(N,M\right)}=\frac{1}{a}\int_{0}^{a} \left| ER^{ \left(N,M\right)} \left(x\right)\right| dx< \varepsilon \label{eqn-58}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-58" display="block"><mml:mi>E</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B; </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>We start with a choice of <italic>N</italic> and <italic>M</italic>, then if (4.46) (or (4.47)) is not satisfied, the values of <italic>N</italic> and <italic>M</italic> are increased, and we restart the technique to obtaining the desired result. The straight forward collocation technique is met by setting <italic>N</italic> = <italic>M</italic> + 1.</p>
<p>Approximate expressions for <italic>R</italic><sub>0</sub> and <italic>T</italic><sub>0</sub> are then given as</p>
<p><disp-formula id="eqn-59">
<label>(59)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-59.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-59"><![CDATA[$$\begin{equation}
 R_{0}^{ \left(N,M\right)}=I_{0}\sum_{m=0}^{M} \left\{1- \left(-1\right)^{m}e^{i{\lambda _{0}}a}\right\}\alpha _{0,m}\,a_{m}^{ \left(N,M\right)}, \label{eqn-59}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-59" display="block"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.3em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>and</p>
<p><disp-formula id="eqn-60">
<label>(60)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-60.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-60"><![CDATA[$$\begin{equation}
 T_{0}^{ \left(N,M\right)}=I_{0} \left[e^{i{\lambda _{0}}a}+\sum_{m=0}^{M} \left\{ \left(-1\right)^{m}-e^{i{\lambda _{0}}a}\right\}\alpha _{0,m}\, a_{m}^{ \left(N,M\right)},\right] \label{eqn-60}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-60" display="block"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo> </mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.3em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>respectively.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<label>5</label>
<title>Numerical Experiments for a Floating Obstacle of a Sinusoidal Boundary</title>
<p>As a numerical experiment, we consider the case of a fixed floating obstacle with a lower immersed part of a sinusoidal boundary with <italic>H</italic> as a maximum depth and width <italic>W</italic>. <italic>K</italic>(<italic>x</italic>) is considered as</p>
<p><disp-formula id="eqn-61">
<label>(61)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-61.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-61"><![CDATA[$$\begin{equation}
 K \left(x\right)=\frac{H}{2} \left[1-\cos \left(\frac{2\pi \left(x-b\right)}{c-b}\right)\right]\quad \text{f}\text{o}\text{r}\ b \leq x \leq c. \label{eqn-61}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-61" display="block"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo> cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="1em"/><mml:mstyle><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mstyle><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mstyle><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>The constant <italic>k</italic><sub>0</sub> is chosen such that <inline-formula id="ieqn-78"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-78.png"/><tex-math id="tex-ieqn-78"><![CDATA[$a=\frac{2k_{0}\pi }{\lambda _{0}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-78"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></alternatives></inline-formula>. <italic>k</italic><sub>0</sub> is the smallest integer satisfying this relation in such a way that the finite sub-domain <italic>V</italic><sup>0</sup>, lying in the middle with the width <italic>a</italic>, encloses the fixed floating obstacle (see <xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2</xref>). Here, we considered the parameters of <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref> as <italic>b</italic> = 0 and <italic>c</italic> = <italic>W</italic>, and <xref ref-type="fig" rid="fig-4">Fig. 4</xref> shows the boundary of the floating obstacle in such a case. This curve represents the witted part of the boundary of the floating ship.</p>
<fig id="fig-4">
<label>Figure 4</label>
<caption>
<title>The upper bound of the region <italic>V</italic><sup>0</sup></title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-4.png"/>
</fig>
<sec id="s5_1">
<label>5.1</label>
<title>Reliability of the Method</title>
<p>We find the error <inline-formula id="ieqn-79"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-79.png"/><tex-math id="tex-ieqn-79"><![CDATA[$ER_{G}^{ \left(N, M\right)}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-79"><mml:mi>E</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></alternatives></inline-formula> for some choices of the numbers <italic>M</italic> and <italic>N</italic> in <xref ref-type="table" rid="table-1">Tab. 1</xref>. The numerical values given to the different parameters are taken as <inline-formula id="ieqn-80"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-80.png"/><tex-math id="tex-ieqn-80"><![CDATA[$\omega =\sqrt{g/h}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-80"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:math></alternatives></inline-formula>, <italic>H</italic>/<italic>h</italic> = 0.5 and <italic>W</italic>/<italic>h</italic> = <italic>a</italic>/<italic>h</italic> = 5.2373. The value of <inline-formula id="ieqn-81"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-81.png"/><tex-math id="tex-ieqn-81"><![CDATA[$\lambda _{0}h$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-81"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> is 1.1997 and we have taken <italic>k</italic><sub>0</sub> = 1 which results <inline-formula id="ieqn-82"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-82.png"/><tex-math id="tex-ieqn-82"><![CDATA[$a/h=2k_{0}\pi /(\lambda _{0}h)=5.2373=W/h$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-82"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>2373</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> as required. The nodes <inline-formula id="ieqn-83"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-83.png"/><tex-math id="tex-ieqn-83"><![CDATA[$\{x_{n}, n=0, 1, 2, \ldots , N\}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-83"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula id="ieqn-84"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-84.png"/><tex-math id="tex-ieqn-84"><![CDATA[$0 \leq x \leq a$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-84"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> are assumed equidistant.</p>
<table-wrap id="table-1">
<label>Table 1</label>
<caption>
<title>The errors <inline-formula id="ieqn-85"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-85.png"/><tex-math id="tex-ieqn-85"><![CDATA[$ER_{G}^{ \left(N, M\right)}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-85"><mml:mi>E</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></alternatives></inline-formula> for the fixed floating obstacle of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-58">Eq. (58)</xref></title>
</caption>
<table>
<colgroup>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th> <italic>M</italic></th>
<th> <italic>N</italic> = <italic>M</italic></th>
<th> <italic>M</italic> + 20</th>
<th> <italic>M</italic> + 40</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td>30</td>
<td><inline-formula id="ieqn-86"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-86.png"/><tex-math id="tex-ieqn-86"><![CDATA[$ 1.112\times 10^{-4}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-86"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>112</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-87"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-87.png"/><tex-math id="tex-ieqn-87"><![CDATA[$ 2.117\times 10^{-6}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-87"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>117</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-88"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-88.png"/><tex-math id="tex-ieqn-88"><![CDATA[$ 6.857\times 10^{-7}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-88"><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>857</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td>40</td>
<td><inline-formula id="ieqn-89"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-89.png"/><tex-math id="tex-ieqn-89"><![CDATA[$ 1.484\times 10^{-5}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-89"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>484</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-90"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-90.png"/><tex-math id="tex-ieqn-90"><![CDATA[$ 5.290\times 10^{-6}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-90"><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>290</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-91"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-91.png"/><tex-math id="tex-ieqn-91"><![CDATA[$ 1.319\times 10^{-6}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-91"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>319</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td>100</td>
<td><inline-formula id="ieqn-92"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-92.png"/><tex-math id="tex-ieqn-92"><![CDATA[$ 5.474\times 10^{-6}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-92"><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>474</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-93"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-93.png"/><tex-math id="tex-ieqn-93"><![CDATA[$ 6.849\times 10^{-6}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-93"><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>849</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-94"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-94.png"/><tex-math id="tex-ieqn-94"><![CDATA[$ 1.725\times 10^{-6}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-94"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>725</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td>150</td>
<td><inline-formula id="ieqn-95"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-95.png"/><tex-math id="tex-ieqn-95"><![CDATA[$ 1.561\times 10^{-6}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-95"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>561</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-96"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-96.png"/><tex-math id="tex-ieqn-96"><![CDATA[$ 4.717\times 10^{-7}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-96"><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>717</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-97"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-97.png"/><tex-math id="tex-ieqn-97"><![CDATA[$ 2.387\times 10^{-6}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-97"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>387</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td>200</td>
<td><inline-formula id="ieqn-98"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-98.png"/><tex-math id="tex-ieqn-98"><![CDATA[$ 7.199\times 10^{-7}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-98"><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>199</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-99"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-99.png"/><tex-math id="tex-ieqn-99"><![CDATA[$ \mathbf{8.524}\times \mathbf{10}^{-\mathbf{8}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-99"><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>524</mml:mn></mml:mstyle><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mn>10</mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mn>8</mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-100"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-100.png"/><tex-math id="tex-ieqn-100"><![CDATA[$ 3.095\times 10^{-7}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-100"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>095</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td>250</td>
<td><inline-formula id="ieqn-101"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-101.png"/><tex-math id="tex-ieqn-101"><![CDATA[$ 3.980\times 10^{-7}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-101"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>980</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-102"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-102.png"/><tex-math id="tex-ieqn-102"><![CDATA[$ 2.357\times 10^{-7}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-102"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>357</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-103"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-103.png"/><tex-math id="tex-ieqn-103"><![CDATA[$ \mathbf{7.360}\times \mathbf{10}^{-\mathbf{8}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-103"><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>360</mml:mn></mml:mstyle><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mn>10</mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mn>8</mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td>260</td>
<td><inline-formula id="ieqn-104"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-104.png"/><tex-math id="tex-ieqn-104"><![CDATA[$ 1.601\times 10^{-7}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-104"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>601</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-105"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-105.png"/><tex-math id="tex-ieqn-105"><![CDATA[$ 3.118\times 10^{-7}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-105"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>118</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-106"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-106.png"/><tex-math id="tex-ieqn-106"><![CDATA[$ 3.306\times 10^{-7}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-106"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>306</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td>270</td>
<td><inline-formula id="ieqn-107"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-107.png"/><tex-math id="tex-ieqn-107"><![CDATA[$ 1.533\times 10^{-7}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-107"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>533</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-108"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-108.png"/><tex-math id="tex-ieqn-108"><![CDATA[$ 2.183\times 10^{-7}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-108"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>183</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-109"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-109.png"/><tex-math id="tex-ieqn-109"><![CDATA[$ 3.416\times 10^{-6}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-109"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>416</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td>300</td>
<td><inline-formula id="ieqn-110"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-110.png"/><tex-math id="tex-ieqn-110"><![CDATA[$ 2.328\times 10^{-7}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-110"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>328</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-111"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-111.png"/><tex-math id="tex-ieqn-111"><![CDATA[$ \mathbf{8.670}\times \mathbf{10}^{-\mathbf{8}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-111"><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>670</mml:mn></mml:mstyle><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mn>10</mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mn>8</mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-112"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-112.png"/><tex-math id="tex-ieqn-112"><![CDATA[$ 5.652\times 10^{-6}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-112"><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>652</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</tbody>
</table>

</table-wrap>
<p><xref ref-type="table" rid="table-1">Tab. 1</xref> indicates that, the efficiency of the method is in general acceptable and that for <inline-formula id="ieqn-113"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-113.png"/><tex-math id="tex-ieqn-113"><![CDATA[$N \geq 100$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-113"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>100</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, the error oscillates between 10<sup>&#x2212;8</sup> and 10<sup>&#x2212;6</sup>. The values <italic>N</italic> = 250 and <italic>M</italic> = 290 give the best result in the table. For the present application there is an optimum value of <italic>M</italic>(<italic>M</italic> + 1 = 251) and hence it is not recommended to increase the number <italic>M</italic> without limit.</p>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-5">Fig. 5</xref> exhibits <inline-formula id="ieqn-114"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-114.png"/><tex-math id="tex-ieqn-114"><![CDATA[$ \left| ER^{ \left(N, M\right)}(x)\right|$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-114"><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> along <inline-formula id="ieqn-115"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-115.png"/><tex-math id="tex-ieqn-115"><![CDATA[$0 \leq x \leq a$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-115"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> for the values <italic>M</italic> = 250 and <italic>N</italic> = 290. As shown, this error is localized near the bounds of the fixed floating obstacle at <italic>x</italic> = 0 and at <italic>x</italic> = <italic>W</italic>.</p>
<fig id="fig-5">
<label>Figure 5</label>
<caption>
<title>The error <inline-formula id="ieqn-116"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-116.png"/><tex-math id="tex-ieqn-116"><![CDATA[$ER^{ \left(N, M\right)}(x)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-116"><mml:mi>E</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> for <italic>M</italic> = 250 and <italic>N</italic> = 290</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-5.png"/>
</fig>
<p>The conservation of energy relation <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-42">(42)</xref> associated with the error distribution shown on <xref ref-type="fig" rid="fig-5">Fig. 5</xref> is <inline-formula id="ieqn-117"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-117.png"/><tex-math id="tex-ieqn-117"><![CDATA[$ \left| \frac{T_{0}}{I_{0}}\right| ^{2}+ \left| \frac{R_{0}}{I_{0}}\right| ^{2}=1.0002$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-117"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0002</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, with an error of the order of 10<sup>&#x2212;4</sup>. while the conservation of mass relation <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-43">(43)</xref> is satisfied identically.</p>
</sec>
<sec id="s5_2">
<label>5.2</label>
<title>The System of Streamlines</title>
<p>Streamlines are a family of curves that are instantaneously tangent to the velocity vector of the flow. The stream function <inline-formula id="ieqn-118"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-118.png"/><tex-math id="tex-ieqn-118"><![CDATA[$\Psi (x, y)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-118"><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> assumes constant value on each streamline and the general equation of this family takes the form</p>
<p><disp-formula id="eqn-62">
<label>(62)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-62.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-62"><![CDATA[$$\begin{equation}
\Psi \left(x,y\right)=\mathit{const}.,
 \label{eqn-62}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-62" display="block"><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where different values of the constant on the R.H.S. of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-62">Eq. (62)</xref>, gives different streamlines.</p>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-6">Fig. 6</xref> illustrates the system of streamlines, in the present application, inside the extended region <italic>V</italic>.</p>
<fig id="fig-6">
<label>Figure 6</label>
<caption>
<title>The system of streamlines inside the control region <italic>V</italic></title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-6.png"/>
</fig>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-7">Fig. 7</xref> illustrates the system of streamlines inside the control region <italic>V</italic><sup>0</sup>. The number assigned to each line refers to the constant value of the function <inline-formula id="ieqn-119"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-119.png"/><tex-math id="tex-ieqn-119"><![CDATA[$Re(\Psi ^{0}(x, y)/I_{0})$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-119"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> along this line.</p>
<fig id="fig-7">
<label>Figure 7</label>
<caption>
<title>The system of streamlines inside the control region <italic>V</italic><sup>0</sup></title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-7.png"/>
</fig>
<p>The horizontal bottom of the channel is the lowest streamline (<inline-formula id="ieqn-120"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-120.png"/><tex-math id="tex-ieqn-120"><![CDATA[$\Psi ^{0}(x, y)=0$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-120"><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>) and the lower boundary of the fixed floating obstacle is a part of another streamline (<inline-formula id="ieqn-121"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-121.png"/><tex-math id="tex-ieqn-121"><![CDATA[$\Psi ^{0}(x, y)=C_{0}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-121"><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x03A8;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>). For the present application <inline-formula id="ieqn-122"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-122.png"/><tex-math id="tex-ieqn-122"><![CDATA[$Re \left(\frac{C_{0}}{I_{0}}\right)=-0.336$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-122"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>336</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-7">Fig. 7</xref> shows that the fluid particles are accelerated when approaching the fixed floating obstacle.</p>
</sec>
<sec id="s5_3">
<label>5.3</label>
<title>Pressure Applied to the Immerged Part of the Fixed Floating Obstacle</title>
<p>The calculation of the dynamical pressure acting on the witted part of the boundary of the fixed floating obstacle (which simulates the floating ship) has a certain practical interest. <xref ref-type="fig" rid="fig-8">Fig. 8</xref> illustrates the real part of the dimensionless dynamical pressure along this boundary. The figure shows that the pressure is greater on the side facing the incident wave direction and decreases till attaining its minimum value on the other side.</p>
<fig id="fig-8">
<label>Figure 8</label>
<caption>
<title>The dynamical pressure acting on the boundary of the fixed floating obstacle</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-8.png"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec id="s6">
<label>6</label>
<title>Conclusions</title>
<p>The objective of the present work is to study a model, simulating the phenomenon of reflection and transmission of an incident wave on a floating ship in a vast ocean. The obtained results may be used in checking the reliability of other methods proposed for studying the same problem. We satisfy exactly the equations and the conditions of the problem except for the condition on the fixed obstacle&#x2019;s which we satisfy approximately.</p>
<p>The worked applications show that the method is easy to use with reasonable numerical calculations. The accuracy of the method is tested on a particular worked application and the resulting system of streamlines is given and the dynamical pressure acting on the witted part of the surface of the fixed floating obstacle is calculated as well. The limiting case of a floating obstacle having the form of a vertical partially immersed thin barrier needs another procedure for the study and is in progress. This case needs special care.</p>
<p>If the boundary of the floating body contains corner points [<xref ref-type="bibr" rid="ref-25">25</xref>], the solution is singular. This is not physical and comes from the mathematical treatment. To avoid this inconvenient result the corner points should be smoothed to a convenient order.</p></sec>
</body>
<back>
<fn-group><fn fn-type="other"><p><bold>Funding Statement:</bold> The author received no specific funding for this study.</p></fn>
<fn fn-type="conflict"><p><bold>Conflicts of Interest:</bold> The author declare that they have no conflicts of interest to report regarding the present study.</p></fn></fn-group>
<ref-list content-type="authoryear">
<title>References</title>
<ref id="ref-1"><label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>W.</given-names> <surname>Thomson</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>On stationary waves in flowing water, Part I</article-title>,&#x201D; <source>Philosophical Magazine</source>, vol. <volume>5</volume>, pp. <fpage>353</fpage>&#x2013;<lpage>357</lpage>, <year>1886</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-2"><label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>W.</given-names> <surname>Thomson</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>On stationary waves in flowing water, Part II</article-title>,&#x201D; <source>Philosophical Magazine</source>, vol. <volume>5</volume>, pp. <fpage>445</fpage>&#x2013;<lpage>452</lpage>, <year>1887</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-3"><label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Huang</surname></string-name>, <string-name><given-names>K.</given-names> <surname>Ren</surname></string-name>, <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Li</surname></string-name>, <string-name><given-names>Z.</given-names> <surname>Tukovic</surname></string-name>, <string-name><given-names>P.</given-names> <surname>Cardiff</surname></string-name> <etal>et al.</etal></person-group><italic>,</italic> &#x201C;<article-title>Fluid-structure interaction of a large ice sheet in waves</article-title>,&#x201D; <source>Ocean Engineering</source>, vol. <volume>182</volume>, pp. <fpage>102</fpage>&#x2013;<lpage>111</lpage>, <year>2019</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-4"><label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Farhat</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Scattering theory of gravity-flexural waves of floating plates water</article-title>,&#x201D; <source>Physical Review B</source>, vol. <volume>101</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>14307</fpage>, <year>2020</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-5"><label>[5]</label><mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>S. H.</given-names> <surname>Lamb</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<chapter-title>Hydrodynamics</chapter-title>,&#x201D; <source>Dover Book on Physics</source>, <edition>Sixth Revised ed.</edition>, <publisher-loc>New York</publisher-loc>, <year>1994</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-6"><label>[6]</label><mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>J. V.</given-names> <surname>Wehausen</surname></string-name> and <string-name><given-names>E. V.</given-names> <surname>Laitone</surname></string-name></person-group>, <source>Surface waves Handbuch der Physik</source>, vol. <volume>9</volume>. <publisher-loc>Berlin</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name>, <year>1966</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-7"><label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M. S.</given-names> <surname>Abou-Dina</surname></string-name> and <string-name><given-names>M. A.</given-names> <surname>Helal</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>The influence of a submerged obstacle on an incident wave in stratified shallow water</article-title>,&#x201D; <source>European Journal of Mechanics - B/Fluids</source>, vol. <volume>9</volume>, pp. <fpage>545</fpage>&#x2013;<lpage>564</lpage>, <year>1990</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-8"><label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M. S.</given-names> <surname>Abou-Dina</surname></string-name> and <string-name><given-names>M. A.</given-names> <surname>Helal</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>The effect of a fixed barrier on an incident progressive wave in shallow water</article-title>,&#x201D; <source>Nuovo Cimento B</source>, vol. <volume>107</volume>, pp. <fpage>331</fpage>&#x2013;<lpage>344</lpage>, <year>1992</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-9"><label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M. S.</given-names> <surname>Abou-Dina</surname></string-name> and <string-name><given-names>M. A.</given-names> <surname>Helal</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>The effect of a fixed submerged obstacle on an incident wave in stratified shallow water (Mathematical Aspects)</article-title>,&#x201D; <source>Nuovo Cimento B</source>, vol. <volume>110</volume>, pp. <fpage>927</fpage>&#x2013;<lpage>942</lpage>, <year>1995</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-10"><label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>J. J.</given-names> <surname>Xie</surname></string-name>, <string-name><given-names>H. W.</given-names> <surname>Liu</surname></string-name> and <string-name><given-names>P.</given-names> <surname>Lin</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Analytical solution for long-wave reflection by a rectangular obstacle with two scour trenches</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Engineering Mechanics</source>, vol. <volume>137</volume>, pp. <fpage>919</fpage>&#x2013;<lpage>930</lpage>, <year>2011</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-11"><label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M. S.</given-names> <surname>Abou-Dina</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Nonlinear transient gravity waves due to an initial free surface elevation over a topography</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Computational and Applied Mathematics</source>, vol. <volume>130</volume>, pp. <fpage>173</fpage>&#x2013;<lpage>195</lpage>, <year>2001</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-12"><label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>C.</given-names> <surname>Hazard</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>On the absence of trapped modes in locally perturbed open waveguides</article-title>,&#x201D; <source>IMA Journal of Applied Mathematics</source>, vol. <volume>80</volume>, pp. <fpage>1049</fpage>&#x2013;<lpage>1062</lpage>, <year>2015</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-13"><label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>J. T.</given-names> <surname>Kirby</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>A general wave equation for waves over rippled beds</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Fluid Mechanics</source>, vol. <volume>162</volume>, pp. <fpage>171</fpage>&#x2013;<lpage>186</lpage>, <year>1986</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-14"><label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Miles</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>On gravity-wave scattering by non-secular changes in depth</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Fluid Mechanics</source>, vol. <volume>376</volume>, pp. <fpage>53</fpage>&#x2013;<lpage>60</lpage>, <year>1998</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-15"><label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Miles</surname></string-name> and <string-name><given-names>P.</given-names> <surname>Chamberlain</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Topographical scattering of gravity waves</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Fluid Mechanics</source>, vol. <volume>361</volume>, pp. <fpage>175</fpage>&#x2013;<lpage>188</lpage>, <year>1998</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-16"><label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>P. F.</given-names> <surname>Rhodes-Robinson</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>On the forced surface waves due to a partially immersed vertical wavemaker in water of infinite depth</article-title>,&#x201D; <source>Quarterly of Applied Mathematics</source>, vol. <volume>4</volume>, pp. <fpage>709</fpage>&#x2013;<lpage>719</lpage>, <year>1996</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-17"><label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Nelli</surname></string-name>, <string-name><given-names>L. G.</given-names> <surname>Bennetts</surname></string-name>, <string-name><given-names>D. M.</given-names> <surname>Skene</surname></string-name>, <string-name><given-names>J. P.</given-names> <surname>Monty</surname></string-name>, <string-name><given-names>J. H.</given-names> <surname>Lee</surname></string-name> <etal>et al.</etal></person-group><italic>,</italic> &#x201C;<article-title>Reflection and transmission of regular water waves by a thin floating plate</article-title>,&#x201D; <source>Wave Motion Journal</source>, vol. <volume>70</volume>, pp. <fpage>209</fpage>&#x2013;<lpage>221</lpage>, <year>2017</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-18"><label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>R. W.</given-names> <surname>Yeung</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Numerical methods in free-surface flows</article-title>,&#x201D; <source>Annual Review of Fluid Mechanics</source>, vol. <volume>14</volume>, pp. <fpage>395</fpage>&#x2013;<lpage>442</lpage>, <year>1982</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-19"><label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>J. A.</given-names> <surname>Kolodziej</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Review of application of boundary collocation methods in mechanics of continuous media</article-title>,&#x201D; <source>Mathematics</source>, vol. <volume>12</volume>, pp. <fpage>187</fpage>&#x2013;<lpage>231</lpage>, <year>1987</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-20"><label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>A. P.</given-names> <surname>Zielinski</surname></string-name> and <string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Herrera</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Trefftz method: Fitting boundary conditions</article-title>,&#x201D; <source>International Journal for Numerical Methods in Engineering</source>, vol. <volume>24</volume>, pp. <fpage>871</fpage>&#x2013;<lpage>891</lpage>, <year>1987</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-21"><label>[21]</label><mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>A. H.</given-names> <surname>Nayfeh</surname></string-name></person-group>, <source>Introduction to perturbation techniques</source>. <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>Interscience Pub.</publisher-name>, <year>1981</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-22"><label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M. S.</given-names> <surname>Abou-Dina</surname></string-name> and <string-name><given-names>M. A.</given-names> <surname>Helal</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Reduction for the nonlinear problem of fluid waves to a system of integro-differential equations with an oceanographical application</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Computational and Applied Mathematics</source>, vol. <volume>95</volume>, pp. <fpage>65</fpage>&#x2013;<lpage>81</lpage>, <year>1998</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-23"><label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M. S.</given-names> <surname>Abou-Dina</surname></string-name> and <string-name><given-names>M. A.</given-names> <surname>Helal</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Boundary integral method applied to the transient nonlinear wave propagation in fluid with initial free surface elevation</article-title>,&#x201D; <source>Applied Mathematical Modelling</source>, vol. <volume>24</volume>, pp. <fpage>535</fpage>&#x2013;<lpage>549</lpage>, <year>2000</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-24"><label>[24]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>G.</given-names> <surname>Fairweather</surname></string-name> and <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Karageorghis</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>The method of fundamental solutions for elliptic boundary value problems</article-title>,&#x201D; <source>Advances in Computational Mathematics</source>, vol. <volume>9</volume>, pp. <fpage>69</fpage>&#x2013;<lpage>95</lpage>, <year>1998</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-25"><label>[25]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M. S.</given-names> <surname>Abou-Dina</surname></string-name> and <string-name><given-names>F. M.</given-names> <surname>Hassan</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Approximate determination of the transmission and reflection coefficients for water-wave flow over a topography</article-title>,&#x201D; <source>Applied Mathematics and Computation</source>, vol. <volume>168</volume>, pp. <fpage>283</fpage>&#x2013;<lpage>304</lpage>, <year>2005</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-26"><label>[26]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Abbasnia</surname></string-name> and <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Ghiasi</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Simulation of irregular waves over submerged obstacle on a NURBS potential numerical wave tank</article-title>,&#x201D; <source>Latin American Journal of Solids and Structures</source>, vol. <volume>11</volume>, pp. <fpage>2308</fpage>&#x2013;<lpage>2332</lpage>, <year>2014</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-27"><label>[27]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M. S.</given-names> <surname>Abou-Dina</surname></string-name> and <string-name><given-names>A. F.</given-names> <surname>Ghaleb</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Multiple wave scattering by submerged obstacles in an infinite channel of finite depth I. Streamlines</article-title>,&#x201D; <source>European Journal of Mechanics - B/Fluids</source>, vol. <volume>59</volume>, pp. <fpage>37</fpage>&#x2013;<lpage>51</lpage>, <year>2016</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-28"><label>[28]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>L. G.</given-names> <surname>Bennetts</surname></string-name> and <string-name><given-names>T. D.</given-names> <surname>Williams</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Water wave transmission by an array of floating discs</article-title>,&#x201D; <source>Proceedings of the Royal Society of London: Series A</source>, vol. <volume>471</volume>, pp. <fpage>20140698</fpage>, <year>2015</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-29"><label>[29]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>W. W.</given-names> <surname>Ding</surname></string-name>, <string-name><given-names>Z. J.</given-names> <surname>Zou</surname></string-name>, <string-name><given-names>J. P.</given-names> <surname>Wu</surname></string-name> and <string-name><given-names>B. G.</given-names> <surname>Huang</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Investigation of surface piercing fixed structures with different shapes for Bragg reflection of water waves</article-title>,&#x201D; <source>International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering</source>, vol. <volume>11</volume>, pp. <fpage>819</fpage>&#x2013;<lpage>827</lpage>, <year>2019</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-30"><label>[30]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>N.</given-names> <surname>Drimer</surname></string-name>, <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Agnon</surname></string-name> and <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Stiassnie</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>A simplified analytical model for a floating breakwater in water of finite depth</article-title>,&#x201D; <source>Applied Ocean Research</source>, vol. <volume>14</volume>, pp. <fpage>33</fpage>&#x2013;<lpage>41</lpage>, <year>1992</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-31"><label>[31]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>N.</given-names> <surname>Kuznetsov</surname></string-name> and <string-name><given-names>O.</given-names> <surname>Motygin</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>On the coupled time-harmonic motion of deep water and a freely floating body: Trapped modes and uniqueness theorems</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Fluid Mechanics</source>, vol. <volume>703</volume>, pp. <fpage>142</fpage>&#x2013;<lpage>162</lpage>, <year>2012</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-32"><label>[32]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>B. N.</given-names> <surname>Mandal</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Water wave scattering by bottom undulations in the presence of a thin partially immersed barrier</article-title>,&#x201D; <source>Applied Ocean Research</source>, vol. <volume>28</volume>, pp. <fpage>113</fpage>&#x2013;<lpage>119</lpage>, <year>2006</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-33"><label>[33]</label><mixed-citation publication-type="other"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>P. A.</given-names> <surname>Martin</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Multiple scattering, interaction of time-harmonic waves with N obstacles</article-title>. <comment>bridge University Press, Corrections, and addition</comment>, <year>2006</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-34"><label>[34]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Montiel</surname></string-name>, <string-name><given-names>L. G.</given-names> <surname>Bennetts</surname></string-name>, <string-name><given-names>V. A.</given-names> <surname>Squire</surname></string-name>, <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Bonnefoy</surname></string-name> and <string-name><given-names>P.</given-names> <surname>Ferrant</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Hydroelastic response of floating elastic disks to regular waves. Part 2: Modal analysis</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Fluid Mechanics</source>, vol. <volume>723</volume>, pp. <fpage>604</fpage>&#x2013;<lpage>628</lpage>, <year>2013</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-35"><label>[35]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>W.</given-names> <surname>Peng</surname></string-name>, <string-name><given-names>K. H.</given-names> <surname>Lee</surname></string-name>, <string-name><given-names>S. H.</given-names> <surname>Shin</surname></string-name> and <string-name><given-names>N.</given-names> <surname>Mizutani</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Numerical simulation of interaction between water wave and inclined-moored submerged floating breakwaters</article-title>,&#x201D; <source>Coastal Engineering</source>, vol. <volume>82</volume>, pp. <fpage>76</fpage>&#x2013;<lpage>87</lpage>, <year>2013</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-36"><label>[36]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>R.</given-names> <surname>Shih</surname></string-name>, <string-name><given-names>C.</given-names> <surname>Chou</surname></string-name> and <string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Yim</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Numerical estimation of wave reflection coefficients for irregular waves over submerged obstacles</article-title>,&#x201D; <source>International Journal of Offshore and Polar Engineering</source>, vol. <volume>246</volume>, pp. <fpage>19</fpage>&#x2013;<lpage>24</lpage>, <year>2005</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-37"><label>[37]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>P. J.</given-names> <surname>Cobelli</surname></string-name>, <string-name><given-names>V.</given-names> <surname>Pagneux</surname></string-name>, <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Maurel</surname></string-name> and <string-name><given-names>P.</given-names> <surname>Petitjeans</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Experimental study on water-wave trapped modes</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Fluid Mechanics</source>, vol. <volume>666</volume>, pp. <fpage>445</fpage>&#x2013;<lpage>476</lpage>, <year>2011</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-38"><label>[38]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>A. S.</given-names> <surname>Koram</surname></string-name> and <string-name><given-names>O. S.</given-names> <surname>Rageh</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Effect of under connected plates on the Hydrodynamic efficiency of the floating breakwater</article-title>,&#x201D; <source>China Ocean Engineering</source>, vol. <volume>28</volume>, pp. <fpage>349</fpage>&#x2013;<lpage>362</lpage>, <year>2013</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-39"><label>[39]</label><mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>O. S.</given-names> <surname>Ragih</surname></string-name>, <string-name><given-names>K. S.</given-names> <surname>El-Alfy</surname></string-name>, <string-name><given-names>M. T.</given-names> <surname>Shamaa</surname></string-name> and <string-name><given-names>R. M.</given-names> <surname>Diad</surname></string-name></person-group>, <source>An Experimental Study of Spherical Floating Bodies Under Waves</source>. <publisher-loc>Egypt</publisher-loc>: <publisher-name>IWTC10</publisher-name>, pp. <fpage>357</fpage>&#x2013;<lpage>375</lpage>, <year>2006</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-40"><label>[40]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>D. M.</given-names> <surname>Skene</surname></string-name>, <string-name><given-names>L. G.</given-names> <surname>Bennetts</surname></string-name>, <string-name><given-names>M. H.</given-names> <surname>Meylan</surname></string-name> and <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Toffoli</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Modelling water wave over wash of a thin floating plate</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Fluid Mechanics</source>, vol. <volume>777</volume>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>13</lpage>, <year>2015</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-41"><label>[41]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Yu</surname></string-name>, <string-name><given-names>Z.</given-names> <surname>Guo</surname></string-name> and <string-name><given-names>Q.</given-names> <surname>Ma</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Transmission of water waves under multiple vertical thin plates</article-title>,&#x201D; <source>Water</source>, vol. <volume>10</volume>, pp. <fpage>517</fpage>, <year>2018</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-42"><label>[42]</label><mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>C. J.</given-names> <surname>Tranter</surname></string-name></person-group>, <source>Integral Transforms in Mathematical Physics</source>. <edition>3<sup>rd</sup> ed.</edition>, <publisher-loc>London</publisher-loc>: <publisher-name>Methuen Co. Ltd.</publisher-name>, <year>1966</year>.</mixed-citation></ref>
</ref-list>
</back>
</article>