<?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">19711</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.32604/cmc.2022.019711</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Article</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Magneto-Thermoelasticity with Thermal Shock Considering Two Temperatures and LS Model</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Magneto-Thermoelasticity with Thermal Shock Considering Two Temperatures and LS Model</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Magneto-Thermoelasticity with Thermal Shock Considering Two Temperatures and LS Model</alt-title>
</title-group>
<contrib-group content-type="authors">
<contrib id="author-1" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Bayones</surname><given-names>F. S.</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref>
</contrib>
<contrib id="author-2" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Abo-Dahab</surname><given-names>S. M.</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-2">2</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff-3">3</xref>
</contrib>
<contrib id="author-3" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Hussein</surname><given-names>N. S.</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-4">4</xref>
</contrib>
<contrib id="author-4" contrib-type="author" corresp="yes">
<name name-style="western"><surname>Abd-Alla</surname><given-names>A. M.</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-5">5</xref><email>mohmrr@yahoo.com</email>
</contrib>
<contrib id="author-5" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Alshehri</surname><given-names>H. A.</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref>
</contrib>
<aff id="aff-1"><label>1</label><institution>Department of Mathematics and Statistics, College of Science, Taif University</institution>, <addr-line>P.O. Box 11099, Taif, 21944</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country></aff>
<aff id="aff-2"><label>2</label><institution>Mathematics Department, Faculty of Science, South Valley University</institution>, <addr-line>Qena, 83523</addr-line>, <country>Egypt</country></aff>
<aff id="aff-3"><label>3</label><institution>Computer Science Department, Faculty of Computers and Information, Luxor University</institution>, <addr-line>Luxor</addr-line>, <country>Egypt</country></aff>
<aff id="aff-4"><label>4</label><institution>Mathematics Department, Faculty of Science, Cairo University</institution>, <country>Egypt</country></aff>
<aff id="aff-5"><label>5</label><institution>Mathematics Department, Faculty of Science, Sohag University</institution>, <country>Egypt</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>&#x002A;</label>Corresponding Author: A. M. Abd-Alla. Email: <email>mohmrr@yahoo.com</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub" date-type="pub" iso-8601-date="2021-09-13"><day>13</day><month>9</month><year>2021</year></pub-date>
<volume>70</volume>
<issue>2</issue>
<fpage>3365</fpage>
<lpage>3381</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>23</day><month>4</month><year>2021</year></date>
<date date-type="accepted"><day>18</day><month>6</month><year>2021</year></date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; 2022 Bayones et al.</copyright-statement>
<copyright-year>2022</copyright-year>
<copyright-holder>Bayones et al.</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_19711.pdf"></self-uri>
<abstract>
<p>The present investigation is intended to demonstrate the magnetic field, relaxation time, hydrostatic initial stress, and two temperature on the thermal shock problem. The governing equations are formulated in the context of Lord-Shulman theory with the presence of bodily force, two temperatures, thermal shock, and hydrostatic initial stress. We obtained the exact solution using the normal mode technique with appropriate boundary conditions. The field quantities are calculated analytically and displayed graphically under thermal shock problem with effect of external parameters respect to space coordinates. The results obtained are agreeing with the previous results obtained by others when the new parameters vanish. The results indicate that the effect of magnetic field and initial stress on the conductor temperature, thermodynamic temperature, displacement and stress are quite pronounced. In order to illustrate and verify the analytical development, the numerical results of temperature, displacement and stress are carried out and computer simulated results are presented graphically. This study helpful in the development of piezoelectric devices.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="author">
<kwd>Thermoelastic</kwd>
<kwd>thermal shock</kwd>
<kwd>initial stress</kwd>
<kwd>two temperatures</kwd>
<kwd>magnetic field</kwd>
<kwd>relaxation time</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1"><label>1</label><title>Introduction</title>
<p>Recently, more attentions have been considered by researchers and engineers to the thermoelasticity theory to release the confliction of infinite speed due to the thermal signals, because of the importance in diverse fields as geophysics, acoustics, engineers, plasma physics, and industries. Biot [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>] is the prior who presented the classical coupled thermoelasticity theory due to the coupled interaction between the thermal field and strain. The generalized thermoelasticity models have been introduced by Lord et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>] considering one relaxation time. Chen et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-3">3</xref>] and Chen et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-4">4</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-5">5</xref>] investigated the theory of heat conduction depending on two temperatures. Youssef [<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>] investigated the theory of two-temperature generalized thermoelasticity. Green et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>] who inserted two relaxation times and advocating finite wave speed thermal in solids by correcting the energy equation and Neuman-Duhamel relation or modifying Fourier&#x2019;s conduction heat equation. Chandrasekharaiah et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-8">8</xref>] studied the thermoelastic interactions without energy dissipation due to a point heat source. Chandrasekharaiah et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-9">9</xref>] studied the temperature-rate-dependent thermo-elastic interactions due to a line heat source. The magnetoelastic earth&#x2019;s material nature may affect on the wave propagation, especially surface waves. A literature review of the earliest contributions to the subject has been discussed in details by Puri [<xref ref-type="bibr" rid="ref-10">10</xref>]. Nayfeh et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>] who studied the plane wave propagation under the electromagnetic field in a solid medium. Choudhuri et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-12">12</xref>] discussed the rotation effect on magneto-thermoelastic media in an elastic medium. Ezzat et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-13">13</xref>] investigated the electromagneto-thermoelastic plane waves with two relaxation times in a medium of perfect conductivity Ezzat et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-14">14</xref>] studied the electromagneto-thermoelastic plane waves with thermal relaxation in a medium of perfect conductivity. Zhuang et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-15">15</xref>] studied the explicit phase field method for brittle dynamic fracture. Rabczuk et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-16">16</xref>] investigated the nonlocal operator method for partial differential equations with application to the electromagnetic waveguide problem. Bahar et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-17">17</xref>] introduced the formulation of state space in thermoelastic problems which also developed in Sherief [<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>] including the heat sources effectively. Sherief et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-19">19</xref>] studied the two dimensional generalized thermoelasticity problem for an infinitely long cylinder. Youssef et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-20">20</xref>] analysis a generalized thermoelastic infinite layer problem with the state space approach considering three models. Formulation of state space for the vibration of gold nano-beam in femtoseconds scale pointed out by Elsibai et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-21">21</xref>]. Biot [<xref ref-type="bibr" rid="ref-22">22</xref>] clears that under stress free state would be fundamentally different from initial stresses states acoustic propagation and obtained the longitudinal and transverse wave velocities along the coordinate axes only. Chattopadhyay et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-23">23</xref>] explained the plane wave reflection and refraction in an unbounded medium under initial stresses. Montanaro [<xref ref-type="bibr" rid="ref-24">24</xref>] studied the linear thermoelasticity problem with hydrostatic initial stress. Othman et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-25">25</xref>] studied the reflection waves in a generalized thermoelastic medium from a free surface under hydrostatic initial stress under different thermoelastic theories. Youssef [<xref ref-type="bibr" rid="ref-26">26</xref>] studied the problem of generalized thermoelastic infinite medium with a cylindrical cavity subjected to a ramp-type heating and loads.</p>
<p>The main purpose of the present investigation is intended to demonstrate the magnetic field, relaxation time, hydrostatic initial stress, and two temperature on the thermal shock problem. The governing equations are formulated in the context of Lord-Shulman theory with the presence of body force, two temperatures, thermal shock, and hydrostatic initial stress. We obtained the exact solution using the normal mode technique with appropriate boundary conditions. The field quantities are calculated analytically and displayed graphically under thermal shock problem with effect of external parameters respect to space coordinates.</p>
</sec>
<sec id="s2"><label>2</label><title>Formulation of the Problem</title>
<p>Considering that the medium is a perfect electric conductor and the absence of the displacement current (SI) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-10">10</xref>], the linearized Maxwell equations governing the electromagnetic field as the form as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref>
<disp-formula id="eqn-1"><label>(1)</label><mml:math id="mml-eqn-1" display="block"><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>where&#x00A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
in which <inline-formula id="ieqn-1"><mml:math id="mml-ieqn-1"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the perturbed magnetic field over the primary magnetic field, <inline-formula id="ieqn-2"><mml:math id="mml-ieqn-2"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the electric current density, <inline-formula id="ieqn-3"><mml:math id="mml-ieqn-3"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the magnetic permeability, <inline-formula id="ieqn-4"><mml:math id="mml-ieqn-4"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the constant primary magnetic field, and <inline-formula id="ieqn-5"><mml:math id="mml-ieqn-5"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the displacement vector, <inline-formula id="ieqn-6"><mml:math id="mml-ieqn-6"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<fig id="fig-1"><label>Figure 1</label><caption><title>Schematic of the problem</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_19711-fig-1.png"/></fig>
<p>The equation of heat conduction given [<xref ref-type="bibr" rid="ref-15">15</xref>] as
<disp-formula id="eqn-2"><label>(2)</label><mml:math id="mml-eqn-2" display="block"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>The stress&#x2013;displacement relations for the isotropic material are
<disp-formula id="eqn-3"><label>(3)</label><mml:math id="mml-eqn-3" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mspace width="thickmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-4"><label>(4)</label><mml:math id="mml-eqn-4" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mspace width="thickmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>P</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-5"><label>(5)</label><mml:math id="mml-eqn-5" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>The Maxwell&#x2019;s equation formulated as
<disp-formula id="eqn-6"><label>(6)</label><mml:math id="mml-eqn-6" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>The motion equation splits to
<disp-formula id="eqn-7"><label>(7)</label><mml:math id="mml-eqn-7" display="block"><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-8"><label>(8)</label><mml:math id="mml-eqn-8" display="block"><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>The heat conduction and dynamical heat related by the form
<disp-formula id="eqn-9"><label>(9)</label><mml:math id="mml-eqn-9" display="block"><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>The non-dimensional variables for simplifying gives as
<disp-formula id="ueqn-1">
<mml:math id="mml-ueqn-1" display="block"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace" /><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace" /><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace" /><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace" /><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="eqn-10"><label>(10)</label><mml:math id="mml-eqn-10" display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:msup><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula id="ieqn-7"><mml:math id="mml-ieqn-7"><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-8"><mml:math id="mml-ieqn-8"><mml:msubsup><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-9"><mml:math id="mml-ieqn-9"><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></p>
<p>By dropping the dashed for convenience, and substitute <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-10">Eq. (10)</xref>, then <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-2">Eqs. (2)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-9">(9)</xref> take the following form
<disp-formula id="eqn-11"><label>(11)</label><mml:math id="mml-eqn-11" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2207;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace" /><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-12"><label>(12)</label><mml:math id="mml-eqn-12" display="block"><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula id="ieqn-10"><mml:math id="mml-ieqn-10"><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-11"><mml:math id="mml-ieqn-11"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></p>
<p>Assuming the scalar and vector potential functions <inline-formula id="ieqn-12"><mml:math id="mml-ieqn-12"><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-13"><mml:math id="mml-ieqn-13"><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> in the non-dimensional form defined as:
<disp-formula id="eqn-13"><label>(13)</label><mml:math id="mml-eqn-13" display="block"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>By using <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-15">(15)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-10">(10)</xref> in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-7">Eqs. (7)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-8">(8)</xref>, we obtain.
<disp-formula id="eqn-14"><label>(14)</label><mml:math id="mml-eqn-14" display="block"><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2207;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-15"><label>(15)</label><mml:math id="mml-eqn-15" display="block"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2207;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula id="ieqn-14"><mml:math id="mml-ieqn-14"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-15"><mml:math id="mml-ieqn-15"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-16"><mml:math id="mml-ieqn-16"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-17"><mml:math id="mml-ieqn-17"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-18"><mml:math id="mml-ieqn-18"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></p>
<p><inline-formula id="ieqn-19"><mml:math id="mml-ieqn-19"><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is the Alfven speed.</p>
<p>Also <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-11">Eq. (11)</xref> tends to
<disp-formula id="eqn-16"><label>(16)</label><mml:math id="mml-eqn-16" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2207;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thickmathspace" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace" /><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2207;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s3"><label>3</label><title>The Solution to the Problem</title>
<p>The solution of the previous physical variables can be decomposed in terms of normal mode technique in the exponential harmonic form
<disp-formula id="eqn-17"><label>(17)</label><mml:math id="mml-eqn-17" display="block"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula id="ieqn-20"><mml:math id="mml-ieqn-20"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:msqrt></mml:math></inline-formula>, <italic>b</italic> be a wave number, <inline-formula id="ieqn-21"><mml:math id="mml-ieqn-21"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the time constant, and <inline-formula id="ieqn-22"><mml:math id="mml-ieqn-22"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-23"><mml:math id="mml-ieqn-23"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> are the amplitudes of the physical field quantities.</p>
<p>Using <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-17">Eq. (17)</xref>, into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-12">Eqs. (12)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-14">(14)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-16">(16)</xref>, we obtain
<disp-formula id="eqn-18"><label>(18)</label><mml:math id="mml-eqn-18" display="block"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-19"><label>(19)</label><mml:math id="mml-eqn-19" display="block"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-20"><label>(20)</label><mml:math id="mml-eqn-20" display="block"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-21"><label>(21)</label><mml:math id="mml-eqn-21" display="block"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula id="ieqn-24"><mml:math id="mml-ieqn-24"><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thickmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> <inline-formula id="ieqn-25"><mml:math id="mml-ieqn-25"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-26"><mml:math id="mml-ieqn-26"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></p>
<p>Solving <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-18">Eqs. (18)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-20">(20)</xref> by eliminating <inline-formula id="ieqn-27"><mml:math id="mml-ieqn-27"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula id="ieqn-28"><mml:math id="mml-ieqn-28"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, we obtain the partial differential equation satisfied by <inline-formula id="ieqn-29"><mml:math id="mml-ieqn-29"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>
<disp-formula id="eqn-22"><label>(22)</label><mml:math id="mml-eqn-22" display="block"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
where
<disp-formula id="eqn-23"><label>(23)</label><mml:math id="mml-eqn-23" display="block"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-24"><label>(24)</label><mml:math id="mml-eqn-24" display="block"><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>Similarly, we get
<disp-formula id="eqn-25"><label>(25)</label><mml:math id="mml-eqn-25" display="block"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>which can be factorized to
<disp-formula id="eqn-26"><label>(26)</label><mml:math id="mml-eqn-26" display="block"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula id="ieqn-30"><mml:math id="mml-ieqn-30"><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> are the roots of the characteristic equation
<disp-formula id="eqn-27"><label>(27)</label><mml:math id="mml-eqn-27" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>as <inline-formula id="ieqn-31"><mml:math id="mml-ieqn-31"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, the solution of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-26">Eq. (26)</xref> is given by
<disp-formula id="eqn-28"><label>(28)</label><mml:math id="mml-eqn-28" display="block"><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>Similarly
<disp-formula id="eqn-29"><label>(29)</label><mml:math id="mml-eqn-29" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-30"><label>(30)</label><mml:math id="mml-eqn-30" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>The solution of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-21">Eq. (21)</xref> has the form
<disp-formula id="eqn-31"><label>(31)</label><mml:math id="mml-eqn-31" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mspace width="1pt" /></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-32"><label>(32)</label><mml:math id="mml-eqn-32" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mspace width="1pt" /></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-33"><label>(33)</label><mml:math id="mml-eqn-33" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mspace width="1pt" /></mml:mrow><mml:mrow><mml:mspace width="1pt" /></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-34"><label>(34)</label><mml:math id="mml-eqn-34" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mspace width="1pt" /></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>To get the amplitudes of the displacements u and v, which bounded as <inline-formula id="ieqn-32"><mml:math id="mml-ieqn-32"><mml:mrow><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, then <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-32">Eqs. (32)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-33">(33)</xref> tend to
<disp-formula id="eqn-35"><label>(35)</label><mml:math id="mml-eqn-35" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-36"><label>(36)</label><mml:math id="mml-eqn-36" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula id="ieqn-33"><mml:math id="mml-ieqn-33"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-34"><mml:math id="mml-ieqn-34"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are parameters depend on <inline-formula id="ieqn-35"><mml:math id="mml-ieqn-35"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-36"><mml:math id="mml-ieqn-36"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>From <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-28">Eqs. (28)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-30">(30)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-18">Eqs. (18)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-20">(20)</xref>, we get
<disp-formula id="eqn-37"><label>(37)</label><mml:math id="mml-eqn-37" display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-38"><label>(38)</label><mml:math id="mml-eqn-38" display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></disp-formula>
where
<disp-formula id="eqn-39"><label>(39)</label><mml:math id="mml-eqn-39" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-40"><label>(40)</label><mml:math id="mml-eqn-40" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>Thus
<disp-formula id="eqn-41"><label>(41)</label><mml:math id="mml-eqn-41" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-42"><label>(42)</label><mml:math id="mml-eqn-42" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>Substitution of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-35">Eqs. (35)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-36">(36)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">Eqs. (3)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-5">(5)</xref>, we obtain
<disp-formula id="eqn-43"><label>(43)</label><mml:math id="mml-eqn-43" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-44"><label>(44)</label><mml:math id="mml-eqn-44" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-45"><label>(45)</label><mml:math id="mml-eqn-45" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-46"><label>(46)</label><mml:math id="mml-eqn-46" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where
<disp-formula id="eqn-47"><label>(47)</label><mml:math id="mml-eqn-47" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-48"><label>(48)</label><mml:math id="mml-eqn-48" display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-49"><label>(49)</label><mml:math id="mml-eqn-49" display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-50"><label>(50)</label><mml:math id="mml-eqn-50" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-51"><label>(51)</label><mml:math id="mml-eqn-51" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-52"><label>(52)</label><mml:math id="mml-eqn-52" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>The normal mode analysis is, in fact, to look for the solution in Fourier transformed domain. Assuming that all the field quantities are sufficiently smooth on the real line such that normal mode analysis of these functions exists.</p>
</sec>
<sec id="s4"><label>4</label><title>Applications</title>
<p>Now we will obtain the parameters <inline-formula id="ieqn-37"><mml:math id="mml-ieqn-37"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><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:mn>3</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, we will suppress the positive exponentials that are unbounded at infinity. The constants <inline-formula id="ieqn-38"><mml:math id="mml-ieqn-38"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> must choose such that the boundary conditions on the surface at<inline-formula id="ieqn-39"><mml:math id="mml-ieqn-39"><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> take the form:
<list list-type="simple">
<list-item><label>1)</label><p>Boundary conditions for the thermal at surface under thermal shock</p></list-item></list></p>
<disp-formula id="eqn-53"><label>(53)</label><mml:math id="mml-eqn-53" display="block"><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p><list list-type="simple">
<list-item><label>2)</label><p>Boundary condition for the mechanic at surface under initial stress</p></list-item></list></p>
<disp-formula id="eqn-54"><label>(54)</label><mml:math id="mml-eqn-54" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></disp-formula>
<p><list list-type="simple">
<list-item><label>3)</label><p>Boundary condition for the mechanic at the surface is traction free</p></list-item></list></p>
<disp-formula id="eqn-55"><label>(55)</label><mml:math id="mml-eqn-55" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p>Substitute into the above boundary conditions in the physical quantities, we obtain
<disp-formula id="eqn-56"><label>(56)</label><mml:math id="mml-eqn-56" display="block"><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-57"><label>(57)</label><mml:math id="mml-eqn-57" display="block"><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-58"><label>(58)</label><mml:math id="mml-eqn-58" display="block"><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>In the context of the boundary conditions in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-56">Eqs. (56)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-58">(58)</xref> at the surface <inline-formula id="ieqn-40"><mml:math id="mml-ieqn-40"><mml:mrow><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, we get a system of three Algebraic equations, we will apply the inverse matrix method, we will get the three constants <inline-formula id="ieqn-41"><mml:math id="mml-ieqn-41"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>M</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>j</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>, j</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>1,2,3</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, after that by substituting into the main expressions to obtain the displacements, temperature and other physical quantity.</p>
</sec>
<sec id="s5"><label>5</label><title>Numerical Results and Discussions</title>
<p>To illustrate the analytical variable obtained earlier, we will consider a numerical example consider copper material. The results display the variation of displacements, temperature and stress in the context of LS theory.
<disp-formula id="ueqn-2">
<mml:math id="mml-ueqn-2" display="block"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>7.59</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mn>9</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3.86</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>383.1</mml:mn><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.0168</mml:mn></mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="ueqn-3">
<mml:math id="mml-ueqn-3" display="block"><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1.28</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mn>9</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>7800</mml:mn><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>386</mml:mn><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.02</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1.78</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>293</mml:mn><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>8886.73</mml:mn><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>We took the constants: <inline-formula id="ieqn-42"><mml:math id="mml-ieqn-42"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, time <inline-formula id="ieqn-43"><mml:math id="mml-ieqn-43"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-44"><mml:math id="mml-ieqn-44"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.25</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /></mml:math></inline-formula> for all computations, and we used for the real part of the displacement <inline-formula id="ieqn-45"><mml:math id="mml-ieqn-45"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, strain e and the stresses (<inline-formula id="ieqn-46"><mml:math id="mml-ieqn-46"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>), thermal temperature <inline-formula id="ieqn-47"><mml:math id="mml-ieqn-47"><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and conductive temperature <inline-formula id="ieqn-48"><mml:math id="mml-ieqn-48"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:math></inline-formula>. All the field quantities don&#x2019;t depend only on space <italic>x</italic> and time <italic>t</italic>, also on the relaxation time <inline-formula id="ieqn-49"><mml:math id="mml-ieqn-49"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and in dimensionless form:</p>
<p>The output is plotted in <xref ref-type="fig" rid="fig-2">Figs. 2</xref>&#x2013;<xref ref-type="fig" rid="fig-7">7</xref>.</p>
<fig id="fig-2"><label>Figure 2</label><caption><title>Conductive temperature <inline-formula id="ieqn-90"><mml:math id="mml-ieqn-90"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:math></inline-formula> with respect to x and variation of t, b, &#x03B2;, &#x03C4;, H and P</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_19711-fig-2.png"/></fig>
<fig id="fig-3"><label>Figure 3</label><caption><title>Thermodynamical temperature <inline-formula id="ieqn-91"><mml:math id="mml-ieqn-91"><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:math></inline-formula> with respect to x and variation of t, b, &#x03B2;, &#x03C4;, H and P</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_19711-fig-3.png"/>
</fig>
<fig id="fig-4"><label>Figure 4</label><caption><title>Displacement <italic>u</italic> with respect to x and variation of t, b, &#x03B2;, &#x03C4;, H and P</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_19711-fig-4.png"/>
</fig>
<fig id="fig-5"><label>Figure 5</label><caption><title>Displacement <italic>v</italic> with respect to x and variation of t, b, &#x03B2;, &#x03C4;, H and P</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_19711-fig-5.png"/>
</fig>
<fig id="fig-6"><label>Figure 6</label><caption><title>Stress <inline-formula id="ieqn-92"><mml:math id="mml-ieqn-92"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with respect to x and variation of t, b, &#x03B2;, &#x03C4;, H and P</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_19711-fig-6.png"/>
</fig>
<fig id="fig-7"><label>Figure 7</label><caption><title>Stress <inline-formula id="ieqn-93"><mml:math id="mml-ieqn-93"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with respect to x and variation of t, b, &#x03B2;, &#x03C4;, H and P</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_19711-fig-7.png"/>
</fig>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2</xref> displays the values of the conductive temperature <inline-formula id="ieqn-50"><mml:math id="mml-ieqn-50"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, which decreases with increasing of axial <inline-formula id="ieqn-51"><mml:math id="mml-ieqn-51"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> They indicate that the medium along the axial <inline-formula id="ieqn-52"><mml:math id="mml-ieqn-52"><mml:mi>x</mml:mi></mml:math></inline-formula> tends to zero as x tends to infinity. The effect of time <inline-formula id="ieqn-53"><mml:math id="mml-ieqn-53"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> wave number <inline-formula id="ieqn-54"><mml:math id="mml-ieqn-54"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> longitudinal wave velocity, <inline-formula id="ieqn-55"><mml:math id="mml-ieqn-55"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> relaxation time <inline-formula id="ieqn-56"><mml:math id="mml-ieqn-56"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> magnetic field <inline-formula id="ieqn-57"><mml:math id="mml-ieqn-57"><mml:mi>H</mml:mi></mml:math></inline-formula> and initial stress <inline-formula id="ieqn-58"><mml:math id="mml-ieqn-58"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula> on the conductive temperature. The conductive temperature increases with increasing of time and longitudinal wave velocity, while it decreases with increasing of wave number and relaxation time, also, there isn&#x2019;t any effect due to the magnetic field and initial stress on the conductive temperature.</p>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-3">Fig. 3</xref> plots the values of the thermodynamic temperature <inline-formula id="ieqn-59"><mml:math id="mml-ieqn-59"><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, which decreases with increasing of axial <inline-formula id="ieqn-60"><mml:math id="mml-ieqn-60"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> These figures indicate that the medium along axial <italic>x</italic>. The effect of time <inline-formula id="ieqn-61"><mml:math id="mml-ieqn-61"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> wave number <inline-formula id="ieqn-62"><mml:math id="mml-ieqn-62"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> longitudinal wave velocity <inline-formula id="ieqn-63"><mml:math id="mml-ieqn-63"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> relaxation time <inline-formula id="ieqn-64"><mml:math id="mml-ieqn-64"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> magnetic field <italic>H</italic> and initial stress <inline-formula id="ieqn-65"><mml:math id="mml-ieqn-65"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula> on the conductive temperature. The thermodynamic temperature increases with increasing of time and longitudinal wave velocity, while it decreases with increasing of wave number and relaxation time, as well, there is no effect of magnetic field and initial stress on the thermodynamic temperature.</p>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-4">Fig. 4</xref> shows the values of displacement <inline-formula id="ieqn-66"><mml:math id="mml-ieqn-66"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> which has an oscillatory behavior in the whole range of axial <italic>x</italic> under the effects of time <inline-formula id="ieqn-67"><mml:math id="mml-ieqn-67"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> wave number <inline-formula id="ieqn-68"><mml:math id="mml-ieqn-68"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> longitudinal wave velocity <inline-formula id="ieqn-69"><mml:math id="mml-ieqn-69"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> relaxation time <inline-formula id="ieqn-70"><mml:math id="mml-ieqn-70"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> magnetic field <italic>H</italic> and initial stress <italic>P</italic>. In these figures, it is clear that the displacement has a nonzero value only in the bounded region of space, while it increases with increasing of time, wave number and longitudinal wave velocity, as well it decreases with increasing relaxation time and magnetic field, while there is no effect of initial stress on the displacement.</p>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-5">Fig. 5</xref> displays the value of displacement <italic>v</italic> which has an oscillatory behavior in the whole range of axial <italic>x</italic> under the effects of time <inline-formula id="ieqn-71"><mml:math id="mml-ieqn-71"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> wave number <inline-formula id="ieqn-72"><mml:math id="mml-ieqn-72"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> longitudinal wave velocity, <inline-formula id="ieqn-73"><mml:math id="mml-ieqn-73"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> relaxation time <inline-formula id="ieqn-74"><mml:math id="mml-ieqn-74"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> magnetic field <inline-formula id="ieqn-75"><mml:math id="mml-ieqn-75"><mml:mi>H</mml:mi></mml:math></inline-formula> and initial stress <italic>P</italic>. In these figures, it is clear that the displacement has a non-zero value only in the bounded region of space, while it increases with increasing of time, wave number and longitudinal wave velocity, as well it decreases with increasing relaxation time and magnetic field, while there is no effect of initial stress on the displacement.</p>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-6">Fig. 6</xref> clears the values of stress, <inline-formula id="ieqn-76"><mml:math id="mml-ieqn-76"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> which has an oscillatory behavior in the whole range of axial <italic>x</italic> under the effects of time <inline-formula id="ieqn-77"><mml:math id="mml-ieqn-77"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> wave number <inline-formula id="ieqn-78"><mml:math id="mml-ieqn-78"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> longitudinal wave velocity, <inline-formula id="ieqn-79"><mml:math id="mml-ieqn-79"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> relaxation time <inline-formula id="ieqn-80"><mml:math id="mml-ieqn-80"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> magnetic field <inline-formula id="ieqn-81"><mml:math id="mml-ieqn-81"><mml:mi>H</mml:mi></mml:math></inline-formula> and initial stress <italic>P</italic>. In these figures, it is clear that the stress has a nonzero value only in the bounded region of space, while it increases with increasing of time, wave number and longitudinal wave velocity, as well it decreases with increasing temperature, magnetic field and initial stress.</p>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-7">Fig. 7</xref> shows the values of the stress <inline-formula id="ieqn-82"><mml:math id="mml-ieqn-82"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, which increases with increasing of axial <inline-formula id="ieqn-83"><mml:math id="mml-ieqn-83"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> These figures <bold>indicate</bold> that the medium along axial <inline-formula id="ieqn-84"><mml:math id="mml-ieqn-84"><mml:mi>x</mml:mi></mml:math></inline-formula> the effect of time <inline-formula id="ieqn-85"><mml:math id="mml-ieqn-85"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> wave number <inline-formula id="ieqn-86"><mml:math id="mml-ieqn-86"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> longitudinal wave velocity, <inline-formula id="ieqn-87"><mml:math id="mml-ieqn-87"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> relaxation time <inline-formula id="ieqn-88"><mml:math id="mml-ieqn-88"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> magnetic field <inline-formula id="ieqn-89"><mml:math id="mml-ieqn-89"><mml:mi>H</mml:mi></mml:math></inline-formula> and initial stress <italic>P</italic> on the stress. The stress decreases with increasing of time, wave number, longitudinal wave velocity and initial stress, while it increases with increasing relaxation time, as well, there is no effect of magnetic field on the stress.</p>
</sec>
<sec id="s6"><label>6</label><title>Conclusion</title>
<p>The results and conclusions can be summarized as follows
<list list-type="simple">
<list-item><label>1)</label><p>Normal mode analysis of the problem of magneto-thermoelastic solid has been applied and developed.</p></list-item>
<list-item><label>2)</label><p>The generalized magneto-thermoelasticity with thermal shock, two temperatures, initial stress described with characteristic by fourth order equation.</p></list-item>
<list-item><label>3)</label><p>The role of the initial stress, thermal shock, magnetic field clears strongly on the physical quantities depending on the nature of the medium, horizontal and vertical distances x and y respectively. The nature of forced applied as well as the type of boundary conditions deformation.</p></list-item>
<list-item><label>4)</label><p>Finally, it is concluded that all the external parameters affect strongly on the physical quantities of the phenomenon which has more applications, especially, in engineering, geophysics, astronomy, acoustics, industry, structure, and other related topics.</p></list-item>
</list></p>
</sec>
</body>
<back>
<ack>
<p>Taif University Researchers Supporting Project Number (TURSP-2020/164), Taif University, Taif, Saudi Arabia.</p>
</ack>
<fn-group>
<fn fn-type="other"><p><bold>Funding Statement:</bold> The authors received no specific funding for this study.</p></fn>
<fn fn-type="conflict"><p><bold>Conflicts of Interest:</bold> The authors 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>M. A.</given-names> <surname>Biot</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Thermoelasticity and irreversible thermodynamics</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Applied Physics</source>, vol. <volume>27</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>240</fpage>&#x2013;<lpage>253</lpage>, <year>1956</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>H. W.</given-names> <surname>Lord</surname></string-name> and <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Shulman</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>A generalized dynamical theory of thermo-elasticity</article-title>,&#x201D; <source>Journal of the Mechanics and Physics of Solids</source>, vol. <volume>15</volume>, no. <issue>5</issue>, pp. <fpage>299</fpage>&#x2013;<lpage>309</lpage>, <year>1967</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>P. J.</given-names> <surname>Chen</surname></string-name> and <string-name><given-names>M. E.</given-names> <surname>Gurtin</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>On a theory of heat conduction involving two temperatures</article-title>,&#x201D; <source>Zeitschrift f&#x00FC;r Angewandte Mathematik und Physik</source>, vol. <volume>19</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>614</fpage>&#x2013;<lpage>627</lpage>, <year>1968</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>P. J.</given-names> <surname>Chen</surname></string-name>, <string-name><given-names>M. E.</given-names> <surname>Gurtin</surname></string-name> and <string-name><given-names>W. O.</given-names> <surname>Williams</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>A note on non-simple heat conduction</article-title>,&#x201D; <source>Zeitschrift f&#x00FC;r Angewandte Mathematik und Physik</source>, vol. <volume>19</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>969</fpage>&#x2013;<lpage>970</lpage>, <year>1968</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-5"><label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>P. J.</given-names> <surname>Chen</surname></string-name>, <string-name><given-names>M. E.</given-names> <surname>Gurtin</surname></string-name> and <string-name><given-names>W. O.</given-names> <surname>Williams</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>On the thermodynamics of non-simple elastic materials with two temperatures</article-title>,&#x201D; <source>Zeitschrift f&#x00FC;r Angewandte Mathematik und Physik</source>, vol. <volume>20</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>107</fpage>&#x2013;<lpage>112</lpage>, <year>1969</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-6"><label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>H. M.</given-names> <surname>Youssef</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Theory of two-temperature generalized thermoelasticity</article-title>,&#x201D; <source>IMA Journal of Applied Mathematics</source>, vol. <volume>71</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>383</fpage>&#x2013;<lpage>390</lpage>, <year>2006</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>E.</given-names> <surname>Green</surname></string-name> and <string-name><given-names>K. A.</given-names> <surname>Lindsay</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Thermoelasticity</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Elasticity</source>, vol. <volume>2</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>7</lpage>, <year>1972</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>D. S.</given-names> <surname>Chandrasekharaiah</surname></string-name> and <string-name><given-names>K. S.</given-names> <surname>Srinath</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Thermoelastic interactions without energy dissipation due to a point heat source</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Elasticity</source>, vol. <volume>50</volume>, no. <issue>2</issue>, pp. <fpage>97</fpage>&#x2013;<lpage>108</lpage>, <year>1998</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>D. S.</given-names> <surname>Chandrasekharaiah</surname></string-name> and <string-name><given-names>H. N.</given-names> <surname>Murthy</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Temperature-rate-dependent thermo-elastic interactions due to a line heat source</article-title>,&#x201D; <source>Acta Mechanica</source>, vol. <volume>89</volume>, no. <issue>3</issue>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>12</lpage>, <year>1991</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>P.</given-names> <surname>Puri</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Plane waves in thermoelasticity and magneto-thermoelasticity</article-title>,&#x201D; <source>International Journal of Engineering Science</source>, vol. <volume>10</volume>, no. <issue>5</issue>, pp. <fpage>467</fpage>&#x2013;<lpage>476</lpage>, <year>1972</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>A.</given-names> <surname>Nayfeh</surname></string-name> and <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Nemat-Nasser</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Transient thermoelastic waves in half-space with thermal relaxation</article-title>,&#x201D; <source>Zeitschrift f&#x00FC;r Angewandte Mathematik und Physik</source>, vol. <volume>23</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>52</fpage>&#x2013;<lpage>68</lpage>, <year>1972</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>S. K. R.</given-names> <surname>Choudhuri</surname></string-name> and <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Mukhopdhyay</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Effect of rotation and relaxation on plane waves in generalized thermo-viscoelasticity</article-title>,&#x201D; <source>International Journal of Science and Mathematics Science</source>, vol. <volume>23</volume>, no. <issue>7</issue>, pp. <fpage>479</fpage>&#x2013;<lpage>505</lpage>, <year>2000</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>M. A.</given-names> <surname>Ezzat</surname></string-name> and <string-name><given-names>M. I. A.</given-names> <surname>Othman</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Electromagneto-thermoelastic plane waves with two relaxation times in a medium of perfect conductivity</article-title>,&#x201D; <source>International Journal of Engineering Science</source>, vol. <volume>38</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>107</fpage>&#x2013;<lpage>120</lpage>, <year>2000</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>M.</given-names> <surname>Ezzat</surname></string-name>, <string-name><given-names>M. I. A.</given-names> <surname>Othman</surname></string-name> and <string-name><given-names>A. S.</given-names> <surname>El-Karamany</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Electromagneto-thermoelastic plane waves with thermal relaxation in a medium of perfect conductivity</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Thermal Stresses</source>, vol. <volume>24</volume>, no. <issue>5</issue>, pp. <fpage>411</fpage>&#x2013;<lpage>432</lpage>, <year>2001</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>H. L.</given-names> <surname>Ren</surname></string-name>, <string-name><given-names>X. Y.</given-names> <surname>Zhuang</surname></string-name>, <string-name><given-names>C.</given-names> <surname>Anitescu</surname></string-name> and <string-name><given-names>T.</given-names> <surname>Rabczuk</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>An explicit phase field method for brittle dynamic fracture</article-title>,&#x201D; <source>Computers and Structures</source>, vol. <volume>217</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>45</fpage>&#x2013;<lpage>56</lpage>, <year>2019</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>T.</given-names> <surname>Rabczuk</surname></string-name>, <string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Ren</surname></string-name> and <string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Zhuang</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>A nonlocal operator method for partial differential equations with application to electromagnetic waveguide problem</article-title>,&#x201D; <source>Computers, Materials and Continua</source>, vol. <volume>59</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>31</fpage>&#x2013;<lpage>55</lpage>, <year>2019</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>L. Y.</given-names> <surname>Bahar</surname></string-name> and <string-name><given-names>R.</given-names> <surname>Hetnarski</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>State space approach to thermoelasticity</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Thermal Stresses</source>, vol. <volume>1</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>135</fpage>&#x2013;<lpage>145</lpage>, <year>1978</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>H.</given-names> <surname>Sherief</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>State space formulation for generalized thermoelasticity with one relaxation time including heat sources</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Therm. Stresses</source>, vol. <volume>16</volume>, no. <issue>2</issue>, pp. <fpage>163</fpage>&#x2013;<lpage>176</lpage>, <year>1993</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>H.</given-names> <surname>Sherief</surname></string-name> and <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Anwar</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>A two dimensional generalized thermoelasticity problem for an infinitely long cylinder</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Therm. Stresses</source>, vol. <volume>17</volume>, no. <issue>2</issue>, pp. <fpage>213</fpage>&#x2013;<lpage>227</lpage>, <year>1994</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>H. M.</given-names> <surname>Youssef</surname></string-name> and <string-name><given-names>A. A.</given-names> <surname>El-Bary</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Mathematical model for thermal shock problem of a generalized thermoelastic layered composite material with variable thermal conductivity</article-title>,&#x201D; <source>Mathematical Problems in Engineering</source>, vol. <volume>12</volume>, no. <issue>2</issue>, pp. <fpage>165</fpage>&#x2013;<lpage>171</lpage>, <year>2006</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-21"><label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>K.</given-names> <surname>Elsibai</surname></string-name> and <string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Youssef</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>State space formulation to the vibration of gold nano-beam induced by ramp type heating without energy dissipation in femtoseconds scale</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Therm. Stresses</source>, vol. <volume>34</volume>, no. <issue>3</issue>, pp. <fpage>244</fpage>&#x2013;<lpage>263</lpage>, <year>2011</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-22"><label>[22]</label><mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M. A.</given-names> <surname>Biot</surname></string-name></person-group>, <source>Mechanics of Incremental Deformations</source>, <publisher-loc>New York, NY, USA</publisher-loc>: <publisher-name>John Wiley &#x0026; Sons</publisher-name>, <year>1965</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>S.</given-names> <surname>Chattopadhyay</surname></string-name>, <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Bose</surname></string-name>, and <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Chakraborty</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Reflection of elastic waves under initial stress at a free surface: P and SV motion</article-title>,&#x201D; <source>Journal of the Acoustical Society of America</source>, vol. <volume>72</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>255</fpage>&#x2013;<lpage>263</lpage>, <year>1982</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>A.</given-names> <surname>Montanaro</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>On singular surfaces in isotropic linear thermoelasticity with initial stress</article-title>,&#x201D; <source>Journal of the Acoustical Society of America</source>, vol. <volume>106</volume>, no. <issue>3</issue>, pp. <fpage>1586</fpage>&#x2013;<lpage>1588</lpage>, <year>1999</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. I. A.</given-names> <surname>Othman</surname></string-name> and <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Song</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Reflection of plane waves from an elastic solid half-space under hydrostatic initial stress without energy dissipation</article-title>,&#x201D; <source>International Journal of Solids and Structures</source>, vol. <volume>44</volume>, no. <issue>17</issue>, pp. <fpage>5651</fpage>&#x2013;<lpage>5664</lpage>, <year>2007</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>H.</given-names> <surname>Youssef</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Problem of generalized thermoelastic infinite medium with cylindrical cavity subjected to a ramp-type heating and loading</article-title>,&#x201D; <source>Archive of Applied Mechanics</source>, vol. <volume>75</volume>, no. <issue>4</issue>, pp. <fpage>553</fpage>&#x2013;<lpage>565</lpage>, <year>2006</year>.</mixed-citation></ref>
</ref-list>
</back>
</article>