<?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">CMES</journal-id>
<journal-id journal-id-type="nlm-ta">CMES</journal-id>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">CMES</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">1526-1506</issn>
<issn pub-type="ppub">1526-1492</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">16050</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.32604/cmes.2021.016050</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Article</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>A 3-Node Co-Rotational Triangular Finite Element for Non-Smooth, Folded and Multi-Shell Laminated Composite Structures</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">A 3-Node Co-Rotational Triangular Finite Element for Non-Smooth, Folded and Multi-Shell Laminated Composite Structures</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">A 3-Node Co-Rotational Triangular Finite Element for Non-Smooth, Folded and Multi-Shell Laminated Composite Structures</alt-title>
</title-group>
<contrib-group content-type="authors">
<contrib id="author-1" contrib-type="author" corresp="yes">
<name name-style="western"><surname>Li</surname><given-names>Zhongxue</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref><email>lizx19993@zju.edu.cn</email>
</contrib>
<contrib id="author-2" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Ji</surname><given-names>Jiawei</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref>
</contrib>
<contrib id="author-3" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Vu-Quoc</surname><given-names>Loc</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-2">2</xref>
</contrib>
<contrib id="author-4" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Izzuddin</surname><given-names>Bassam A.</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-3">3</xref>
</contrib>
<contrib id="author-5" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Zhuo</surname><given-names>Xin</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref>
</contrib>
<aff id="aff-1"><label>1</label><institution>Department of Civil Engineering, Zhejiang University</institution>, <addr-line>Hangzhou, 310058</addr-line>, <country>China</country></aff>
<aff id="aff-2"><label>2</label><institution>Aerospace Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign</institution>, <addr-line>Urbana, IL 61801</addr-line>, <country>USA</country></aff>
<aff id="aff-3"><label>3</label><institution>Department of Civil and Environmental Engineering, Imperial College London</institution>, <addr-line>London, SW7 2BU</addr-line>, <country>UK</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>&#x002A;</label>Corresponding Author: Zhongxue Li. Email: <email>lizx19993@zju.edu.cn</email>Emails: <email>lizx19993@zju.edu.cn</email>, <email>21812040@zju.edu.cn</email>, <email>vql@illinois.edu</email>, <email>b.izzuddin@imperial.ac.uk</email>, <email>zhuoxin@zju.edu.cn</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub" date-type="pub" iso-8601-date="2021-09-29">
<day>29</day>
<month>09</month>
<year>2021</year>
</pub-date>
<volume>129</volume>
<issue>2</issue>
<fpage>485</fpage>
<lpage>518</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>02</day><month>2</month><year>2021</year></date>
<date date-type="accepted"><day>06</day><month>7</month><year>2021</year></date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; 2021 Li et al.</copyright-statement>
<copyright-year>2021</copyright-year>
<copyright-holder>Li 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_CMES_16050.pdf"></self-uri>
<abstract>
<p>Based on the first-order shear deformation theory, a 3-node co-rotational triangular finite element formulation is developed for large deformation modeling of non-smooth, folded and multi-shell laminated composite structures. The two smaller components of the mid-surface normal vector of shell at a node are defined as nodal rotational variables in the co-rotational local coordinate system. In the global coordinate system, two smaller components of one vector, together with the smallest or second smallest component of another vector, of an orthogonal triad at a node on a non-smooth intersection of plates and/or shells are defined as rotational variables, whereas the two smaller components of the mid-surface normal vector at a node on the smooth part of the plate or shell (away from non-smooth intersections) are defined as rotational variables. All these vectorial rotational variables can be updated in an additive manner during an incremental solution procedure, and thus improve the computational efficiency in the nonlinear solution of these composite shell structures. Due to the commutativity of all nodal variables in calculating of the second derivatives of the local nodal variables with respect to global nodal variables, and the second derivatives of the strain energy functional with respect to local nodal variables, symmetric tangent stiffness matrices in local and global coordinate systems are obtained. To overcome shear locking, the assumed transverse shear strains obtained from the line-integration approach are employed. The reliability and computational accuracy of the present 3-node triangular shell finite element are verified through modeling two patch tests, several smooth and non-smooth laminated composite shells undergoing large displacements and large rotations.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="author">
<kwd>Co-rotational approach</kwd>
<kwd>3-node triangular finite element</kwd>
<kwd>laminated composite shells</kwd>
<kwd>folded and multi-shell structures</kwd>
<kwd>vectorial rotational variable</kwd>
<kwd>line integration approach</kwd>
<kwd>large deformation analysis</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1"><label>1</label><title>Introduction</title>
<p>Laminated composite shell structures are extensively used in pressure vessels, aircraft and spacecraft, automotive and other industries due to their high strength- and stiffness-to-mass ratios, excellent damage tolerance, superior fatigue response characteristics, and good damping behaviors under dynamic loads. By choosing an appropriate combination of reinforcement and matrix material, manufacturers can produce properties that exactly fit the requirements of a particular structure design [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>]. The mechanical properties of laminated composite structures are sensitive to the lamination scheme and the ply orientation angle, so they often show unique responses even under simple loading conditions and geometric configurations. Furthermore, the anisotropic constitutive responses and the complexity of shell geometries, such as non-smooth and folded shell structures, make it challenging to perform accurate structural analysis, especially when large deformations are involved. Therefore, the development of reliable and efficient finite element methods for laminated composite shell structures are important [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-5">5</xref>].</p>
<p>Various computational formulations have been proposed for modeling composite shells and plates, and can be broadly classified into three categories: (1) single-director theories with anisotropic constitutive relations and (2) multi-director theories, which include multi-layer formulations, within which each layer has a single director with its own anisotropic constitutive relation, and (3) 3-D continuum theories. Examples of single-director theories include the classical laminated plate/shell theory (CLPT), the first-order shear deformation laminated plate/shell theory (FSDT), and the higher-order shear deformation laminated plate/shell theories (HSDT). Examples of multi-director theories include the layer-wise theory (LWT) and the zig-zag theory (ZZT). Examples of 3-D continuum theories include solid-shell formulations with a single layer or a multilayer structure.</p>
<p>In the single-director category, the CLPT is restricted to thin shell structures, as the effects of transverse shear strains and thickness strains are ignored. Based on the CLPT, Madenci et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>] proposed a free-formulation-based 3-node flat triangular shell element for geometrically nonlinear analysis of thin composite shells. Kapania et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>] presented a 3-node triangular flat shell element by combining a discrete Kirchhoff plate bending element with a membrane element for linear static, free vibration and thermal analysis of laminated plates and shells. Bisegna et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-8">8</xref>] proposed a co-rotational triangular facet shell element for geometric nonlinear analysis of thin piezo-actuated structures.</p>
<p>Also in the single-director category, under the FSDT, the transverse shear strains are assumed to remain constant through the thickness, and the shell normal does not need to remain perpendicular to the mid-surface after deformation, while the inextensibility of transverse shell normal is assumed. Based on this theory, Peng et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-9">9</xref>] proposed a meshfree method for bending analysis of folded laminated plates. Pham et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-10">10</xref>] presented a combination of the edge-based smoothed finite element method (ES-FEM) and the three-node triangular elements (MITC3) for static responses and free vibration of laminated composite shells. Truong-Thi et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>] presented an extension of the cell-based smoothed discrete shear gap method using three-node triangular elements for the static and free vibration analyses of carbon nano-tube reinforced composite plates. Zhang et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-12">12</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-13">13</xref>] developed an eight-node quadrilateral plate element with five mechanical degrees of freedom and one electric degree of freedom for static and dynamic analyses of piezoelectric integrated carbon nanotube reinforced functionally graded composite structures. Kreja et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-14">14</xref>] presented isoparametric eight-node Serendipity-type shell finite elements to check the relevance of five- and six-parameter variants for large rotation plate and shell problems. The FSDT provides a balance between computational efficiency and accuracy for the global structural behaviors of thin and moderately thick laminated composite shells, while the local effects (e.g., inter-laminar stress distribution between layers, delamination, etc.) are often difficult to capture.</p>
<p>The HSDT provides a more accurate description of the transverse shear stress distributions by introducing more independent displacement parameters. Within the HSDT, Chen et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-15">15</xref>] presented a refined three-node triangular element satisfying the requirement of C<sub>1</sub> weak-continuity. Tran et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-16">16</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-17">17</xref>] proposed an edge-based smoothing discrete shear gap method using 3-node triangular elements combined with a C<sub>0</sub>-type higher-order shear deformation theory for static, free vibration and buckling analyses of laminated composite plates. Jin et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>] proposed a computationally efficient C<sub>0</sub>-type 3-node triangular plate element with linear interpolation functions for the analysis of multi-layered composite plates based on the mixed global-local higher-order theory.</p>
<p>In the multi-director category, the LWT assumes a layer-wise deformation pattern, and it can predict the interlaminar stresses accurately. Liu et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-19">19</xref>] employed a layer-wise three-node triangular shell element for modeling the opening and shear modes of delamination. Phung-Van et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-20">20</xref>] presented an extension of the cell-based smoothed discrete shear gap method using three-node triangular elements for dynamic responses of sandwich and laminated composite plates. Marjanovi&#x0107; et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-21">21</xref>] presented a triangular layered finite element with delamination degrees of freedom for composite shells based on the generalized LWT. For large deformation and large overall motion, Vu-Quoc et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-22">22</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-23">23</xref>] developed the dynamic formulations for geometrically-exact multilayered composite beams, plates, and shells with ply drop-offs. However, layer-wise models are computationally expensive since the number of unknowns depends on the number of the layers of the laminates.</p>
<p>The ZZT describes a piecewise continuous displacement field in the plate thickness direction and fulfills interlaminar continuity of transverse stresses at each layer interface. Carrera [<xref ref-type="bibr" rid="ref-24">24</xref>] provides a comprehensive review of the ZZT. Versino et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-25">25</xref>] developed six- and three-node triangular plate elements for homogeneous, multilayer composite and sandwich plates based on the refined zigzag theory. Nguyen et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-26">26</xref>] developed a three-node triangular finite element for visco-elastic composite laminates based on a high-order zigzag theory. Wu et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-27">27</xref>] proposed an efficient three-node triangular element with linear shape functions to model sandwich plates based on the refined higher-order zig-zag model in conjunction with the three-field Hu&#x2013;Washizu variational principle. Liang et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-28">28</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-29">29</xref>] proposed an efficient zigzag kinematic model for composite laminates with multiple alternating stiff-soft layers, which has been realized within a corotational shell element utilizing additional zigzag DOFs that are not subject to the corotational transformations, making use of a 2D local shell system over the surface of the structure.</p>
<p>The 3D continuum-based theory accounts for fully 3D constitutive behaviors, so the interlaminar stress of composite laminates can be effectively captured. Houmat [<xref ref-type="bibr" rid="ref-30">30</xref>] studied the free vibration of variable stiffness laminated composite plates using the 3D elasticity theory and the p-version finite element method. Ye et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-31">31</xref>] used the scaled boundary finite element method to analyze the bending behaviors of the angle-ply composite laminated cylindrical shells based on 3D theory of elasticity. Kumari et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-32">32</xref>] adopted the Reissner variational principle and the extended Kantorovich method to study the bending problem of composite cylindrical shells with arbitrarily support boundary conditions. Vu-Quoc et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-33">33</xref>] developed multilayered composite solid-shell formulations, for both static and dynamic analyses, that could accommodate 3-D constitutive relations without a need to impose zero transverse normal stresses. Fan et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-34">34</xref>] developed lowest-order (8-node hexahedral), and higher-order (32-node hexahedral) 3-D continuum solid-shell elements, based on the theory of 3D solid mechanics, for static and dynamic analyses of composite laminates.</p>
<p>Despite these developments, numerical formulations based on the theories of HSDT, LWT, ZZT and 3D continuum-based theory often lead to high computational costs, which is a major concern in their practical applications. In the present study, a 3-node co-rotational triangular composite shell finite element is developed based on FSDT, where vectorial rotational variables are employed as rotational variables, two smaller components of one vector, together with the smallest or second smallest component of another vector, of an orthogonal triad initially oriented along the global coordinate system axes at each node on a non-smooth intersection of plates and/or shells are defined as vectorial rotational variables, while two smaller components of the mid-surface normal vector of shell at other nodes are defined as vectorial rotational variables. The resulting element tangent stiffness matrices are symmetric owing to the commutativity of nodal variables in calculating the second derivatives of strain energy with respect to local nodal variables and the second derivatives of the local nodal variables with respect to global nodal variables. Using such vectorial rotational variables, triangular and quadrilateral shell elements have been developed for large displacement and large rotation analyses of smooth shell structures [<xref ref-type="bibr" rid="ref-35">35</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-38">38</xref>], as well as non-smooth shells made of isotropic elastic materials [<xref ref-type="bibr" rid="ref-39">39</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-40">40</xref>]. The 3-node finite element formulation proposed in the present study is capable of modeling both smooth and non-smooth laminated composite shell structures experiencing large deformations.</p>
<p>There have been continuous efforts in developing triangular shell finite elements with high computational accuracy and convergence [<xref ref-type="bibr" rid="ref-41">41</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-42">42</xref>]. It is well-known that triangular finite elements may suffer from locking phenomena with thin shell/plate thickness, which results in the deterioration of computational accuracy and convergence. Up to now, there is no optimal 3-node triangular shell element, the main reason is that the strain distributions derived from displacement shape functions are often wildly different than expected. Barlow points, at which the strains derived from displacement shape functions are &#x201C;correct&#x201D; for all desired deformation modes and all permitted initial element shapes, can be found in a quadrilateral element, and they can be employed in calculating the element tangent stiffness matrix to eliminate locking phenomena. There exist no Barlow points, however, in a triangular shell element, thus there is no set of integration points that provides zero membrane strain for all cases of pure bending about axes parallel to each of the three edges of a triangular element. Most methods for eliminating locking problems of quadrilateral shell elements do not work well in triangular elements, such as reduced integration technique [<xref ref-type="bibr" rid="ref-43">43</xref>] and Hellinger-Reissner mixed formula method [<xref ref-type="bibr" rid="ref-44">44</xref>]. Macneal [<xref ref-type="bibr" rid="ref-45">45</xref>] proposed a line integration method to overcome locking problems, where assumed membrane strains and assumed shear strains are calculated respectively from the edge member membrane strains and the edge member transverse shear strains. Bletzinger [<xref ref-type="bibr" rid="ref-46">46</xref>] presented a discrete shear gap method (DSG) which utilizes only the usual displacement and rotational degrees of freedom at the nodes. Kim et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-47">47</xref>] developed a 3-node macro triangular element using assumed natural strain method (ANS) for geometrically non-linear analysis of plates and shells. The ANS formula and the macro element strategy can reduce the locking effect and preserve its advantages in preprocessing. Argyris et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-48">48</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-49">49</xref>] proposed a facet triangular shell element (TRIC) for nonlinear dynamic and elasto-plastic shell analyses using the natural mode method. Lee et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-50">50</xref>] presented a Mixed Interpolation of Tensorial Components approach (MITC) for shell elements, which have been extended to MITC3 and MITC3&#x002B; shell finite elements by introducing interpolation cover functions and cubic bubble function for the rotations [<xref ref-type="bibr" rid="ref-51">51</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-52">52</xref>]. Cai et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-53">53</xref>] proposed a locking-free discrete shear triangular plate element without any numerical expediencies such as the reduce integration and assumed strains method. In the present study, transverse shear strains of the shell finite element are replaced with assumed shear strains obtained using the line integration approach [<xref ref-type="bibr" rid="ref-35">35</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-45">45</xref>] to overcome shear locking.</p>
<p>The outline of the paper is as follows. Section 2 describes the co-rotational framework and the kinematics of the 3-node triangular composite shell element. Section 3 presents the composite shell finite element formulation in the co-rotational local co-ordinate system. Section 4 gives the transformation relationship between the local and global responses. Several numerical examples are analyzed in Section 5 to verify the numerical accuracy of the present finite element. Conclusions are presented in Section 6.</p>
</sec>
<sec id="s2"><label>2</label><title>Co-Rotational Framework and Kinematics of the 3-Node Shell Finite Element</title>
<sec id="s2_1"><label>2.1</label><title>Co-Rotational Framework</title>
<p>The co-rotational framework for the 3-node shell finite element is depicted in <?A3B2 "fig1",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref>. The origin of the local co-rotational coordinate system of the element coincides with Node 1 in the initial configuration, and the coordinate system rotates with the element&#x0027;s rigid body rotation, but does not deform with the element. Although the adopted definition is not invariant to nodal ordering [<xref ref-type="bibr" rid="ref-54">54</xref>], the associated variability is negligible for large-displacement small strain problems. To define the local system, we firstly calculate the vectors <inline-formula id="ieqn-1"><mml:math id="mml-ieqn-1"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>120</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-2"><mml:math id="mml-ieqn-2"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>130</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>:</p>

<p><disp-formula id="eqn-1"><label>(1a,b)</label><mml:math id="mml-eqn-1" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>120</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>20</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>130</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>30</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-3"><mml:math id="mml-ieqn-3"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<italic>i</italic> &#x003D; 1, 2, 3) is the position of Node <italic>i</italic> in the initial global coordinate system. The base vectors of the local coordinate system in the initial configuration are calculated as follows:</p>

<p><disp-formula id="eqn-2"><label>(2a,b,c)</label><mml:math id="mml-eqn-2" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>120</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>120</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>120</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>130</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>120</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>130</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<fig id="fig-1"><label>Figure 1</label><caption><title>Illustration of the co-rotational framework</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-1.png"/></fig>
<p>In the deformed configuration, the vectors <bold>v</bold><sub>12</sub> and <bold>v</bold><sub>13</sub> are defined as</p>

<p><disp-formula id="eqn-3"><label>(3a,b)</label><mml:math id="mml-eqn-3" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>20</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>30</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <bold>d</bold><italic><sub>i</sub></italic> (<italic>i</italic> &#x003D; 1, 2, 3) is the translational displacement vector of Node <italic>i</italic> in the global coordinate system. Accordingly, the base vectors of the current local coordinate system can be obtained</p>

<p><disp-formula id="eqn-4"><label>(4a,b,c)</label><mml:math id="mml-eqn-4" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the global coordinate system, we define the following vector that consists of all the global DOFs (degrees of freedom) for each element:</p>

<p><disp-formula id="eqn-5"><label>(5)</label><mml:math id="mml-eqn-5" display="block"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-4"><mml:math id="mml-ieqn-4"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are three translational displacement DOFs of Node <italic>i</italic>, and <inline-formula id="ieqn-5"><mml:math id="mml-ieqn-5"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> denotes the vectorial rotational DOFs of Node <italic>i</italic>. For any node of smooth shells or located away from non-smooth shells intersections, <inline-formula id="ieqn-6"><mml:math id="mml-ieqn-6"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is defined to represent the vectorial rotational DOFs, in which <inline-formula id="ieqn-7"><mml:math id="mml-ieqn-7"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-8"><mml:math id="mml-ieqn-8"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denote the two smaller global components of the shell director <inline-formula id="ieqn-9"><mml:math id="mml-ieqn-9"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The remaining component of the shell director <inline-formula id="ieqn-10"><mml:math id="mml-ieqn-10"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is defined as</p>

<p><disp-formula id="eqn-6"><label>(6)</label><mml:math id="mml-eqn-6" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>i</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:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-11"><mml:math id="mml-ieqn-11"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> takes the same sign as that of <inline-formula id="ieqn-12"><mml:math id="mml-ieqn-12"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the previous loading step, and {<italic>n, m, l</italic>} denotes the circular permutation of {<italic>X</italic>, <italic>Y</italic>, <italic>Z</italic>}.</p>
<p>On the other hand, if Node <italic>i</italic> is located on the intersections of non-smooth shells, the vectorial rotational DOFs of Node <italic>i</italic> is defined as <inline-formula id="ieqn-13"><mml:math id="mml-ieqn-13"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Here, <inline-formula id="ieqn-14"><mml:math id="mml-ieqn-14"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-15"><mml:math id="mml-ieqn-15"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are the two smaller components of <inline-formula id="ieqn-16"><mml:math id="mml-ieqn-16"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula id="ieqn-17"><mml:math id="mml-ieqn-17"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the smallest or second smallest component of <inline-formula id="ieqn-18"><mml:math id="mml-ieqn-18"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula id="ieqn-19"><mml:math id="mml-ieqn-19"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-20"><mml:math id="mml-ieqn-20"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are two orientation vectors of an orthogonal triad at Node <italic>i</italic>. At each incremental loading step, the following relationships can be derived:</p>

<p><disp-formula id="eqn-7"><label>(7)</label><mml:math id="mml-eqn-7" display="block"><mml:mrow><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:msup><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x21D2;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:msqrt></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-8"><label>(7b)</label><mml:math id="mml-eqn-8" display="block"><mml:mrow><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:msup><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x21D2;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:msqrt></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-9"><label>(7c)</label><mml:math id="mml-eqn-9" display="block"><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x21D2;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>The remaining components of the vectors <inline-formula id="ieqn-21"><mml:math id="mml-ieqn-21"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-22"><mml:math id="mml-ieqn-22"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be calculated by using <inline-formula id="ieqn-23"><mml:math id="mml-ieqn-23"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-24"><mml:math id="mml-ieqn-24"><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-25"><mml:math id="mml-ieqn-25"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> according to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-7">Eqs. (7a)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-7">(7c)</xref>. The sign symbols <inline-formula id="ieqn-26"><mml:math id="mml-ieqn-26"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> defined as 1 or &#x2212;1 are respectively equal to the signs of components <inline-formula id="ieqn-27"><mml:math id="mml-ieqn-27"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-28"><mml:math id="mml-ieqn-28"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the last incremental step, and we have <inline-formula id="ieqn-29"><mml:math id="mml-ieqn-29"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The vector <inline-formula id="ieqn-30"><mml:math id="mml-ieqn-30"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is calculated as the cross-product of <inline-formula id="ieqn-31"><mml:math id="mml-ieqn-31"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-32"><mml:math id="mml-ieqn-32"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>:</p>

<p><disp-formula id="eqn-10"><label>(8)</label><mml:math id="mml-eqn-10" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>Since the norm of a unit vector is identical to 1, defining the vectorial rotational variables as above can avoid ill-conditioning in updating the mid-surface normal vector at a node on the smooth part of the plate or shell (away from non-smooth intersections) or orientation vectors of an orthogonal triad at a node on a non-smooth intersection of plates or shells by properly controlling the size of loading step in a nonlinear incremental solution procedure.</p>
<p>There are 15 degrees of freedom per element in the local coordinate system</p>

<p><disp-formula id="eqn-11"><label>(9)</label><mml:math id="mml-eqn-11" display="block"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-33"><mml:math id="mml-ieqn-33"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are three translational displacement components, <inline-formula id="ieqn-34"><mml:math id="mml-ieqn-34"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are vectorial rotational components, <inline-formula id="ieqn-35"><mml:math id="mml-ieqn-35"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-36"><mml:math id="mml-ieqn-36"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are the components of the shell director at Node <italic>i</italic> along the x-axis and y-axis directions in the local coordinate system.</p>
<p>The relationship between the local and global translational displacements can be expressed as follows:</p>

<p><disp-formula id="eqn-12"><label>(10)</label><mml:math id="mml-eqn-12" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where,</p>

<p><disp-formula id="eqn-12.5"><label>(11)</label><mml:math id="mml-eqn-12.5" display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-13"><label>(12)</label><mml:math id="mml-eqn-13" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>i</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:math></disp-formula>
</p>
<p>At any node of smooth shells or any node away from non-smooth shell intersections, the relationship between the shell directors expressed in the local and global coordinate systems can be described as</p>

<p><disp-formula id="eqn-14"><label>(13)</label><mml:math id="mml-eqn-14" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>At any node on intersections of non-smooth shells, the following relationships between the shell directors in the local and global coordinate systems hold:</p>

<p><disp-formula id="eqn-15"><label>(14)</label><mml:math id="mml-eqn-15" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where</p>

<p><disp-formula id="eqn-16"><label>(15a,b)</label><mml:math id="mml-eqn-16" display="block"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>For convenience, <inline-formula id="ieqn-38"><mml:math id="mml-ieqn-38"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>,<inline-formula id="ieqn-39"><mml:math id="mml-ieqn-39"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-40"><mml:math id="mml-ieqn-40"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the initial configuration are chosen to be coincident with the base vectors of the global coordinate system.</p>

<p><disp-formula id="eqn-17"><label>(16a,b,c)</label><mml:math id="mml-eqn-17" display="block"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s2_2"><label>2.2</label><title>Description of the Element Geometry and Kinematics</title>
<p>The finite element shape functions are expressed in the natural coordinate system as follows:</p>

<p><disp-formula id="eqn-18"><label>(17a,b,c)</label><mml:math id="mml-eqn-18" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi></mml:math></disp-formula></p>
<p>The displacement at any point of the element is calculated as follows:</p>

<p><disp-formula id="eqn-19"><label>(18)</label><mml:math id="mml-eqn-19" display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>u</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>v</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>w</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>&#x03B6;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>In the initial configuration, the shell director at Node <italic>i</italic> is calculated as the cross product of the tangent vectors along two natural coordinate axes.</p>

<p><disp-formula id="eqn-20"><label>(19)</label><mml:math id="mml-eqn-20" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>i</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:math></disp-formula></p>
<p>where</p>

<p><disp-formula id="eqn-21"><label>(20)</label><mml:math id="mml-eqn-21" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>To ensure the uniqueness of the shell director at any node shared by multiple adjacent elements in smooth shell regions, the following averaging procedure is adopted:</p>

<p><disp-formula id="eqn-22"><label>(21)</label><mml:math id="mml-eqn-22" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true" maxsize="2.047em" minsize="2.047em">/</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo symmetric="true">&#x2016;</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo symmetric="true">&#x2016;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo symmetric="true">&#x2016;</mml:mo><mml:mrow><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true" maxsize="2.047em" minsize="2.047em">/</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo symmetric="true">&#x2016;</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo symmetric="true">&#x2016;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo symmetric="true">&#x2016;</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>
<p>The Green&#x2013;Lagrange strain of the nonlinear shallow shell theory is adopted. For convenience, the strain vector is divided into membrane strain vector <inline-formula id="ieqn-41"><mml:math id="mml-ieqn-41"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, bending strain vector <inline-formula id="ieqn-42"><mml:math id="mml-ieqn-42"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C7;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and transverse shear strain vector <inline-formula id="ieqn-43"><mml:math id="mml-ieqn-43"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>

<p><disp-formula id="eqn-23"><label>(22a)</label><mml:math id="mml-eqn-23" display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C7;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-24"><label>(22b)</label><mml:math id="mml-eqn-24" display="block"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><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:mrow><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03C5;</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:mspace width="1em" /><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>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-25"><label>(22c)</label><mml:math id="mml-eqn-25" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></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:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-26"><label>(22d)</label><mml:math id="mml-eqn-26" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>w</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:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace width="1em" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>w</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:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-27"><label>(22e)</label><mml:math id="mml-eqn-27" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>&#x03B6;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></disp-formula></p>
<p>where, <inline-formula id="ieqn-44"><mml:math id="mml-ieqn-44"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the coordinate of the material point along the shell thickness direction, <italic>a</italic> is the thickness of the element, and</p>

<p><disp-formula id="eqn-28"><label>(23a,b,c,d)</label><mml:math id="mml-eqn-28" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:munderover><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3"><label>3</label><title>Laminated Composite Shell Finite Element Formulation in the Co-Rotational Local Coordinate System</title>
<p>The potential energy of a 3-node triangular composite shell finite element is defined as</p>

<p><disp-formula id="eqn-29"><label>(24)</label><mml:math id="mml-eqn-29" display="block"><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C7;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C7;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-45"><mml:math id="mml-ieqn-45"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the work done by the external load, <inline-formula id="ieqn-46"><mml:math id="mml-ieqn-46"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the elastic constitutive matrix. In the present study, we consider a laminated shell structure composed of long-fiber-reinforced materials. The transversely isotropic elastic constitutive matrix of each individual lamina is expressed in the material coordinate system as</p>

<p><disp-formula id="eqn-30"><label>(25)</label><mml:math id="mml-eqn-30" display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left left left" rowspacing="2em 1.6em 0.7em 0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>23</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>where, <inline-formula id="ieqn-47"><mml:math id="mml-ieqn-47"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-48"><mml:math id="mml-ieqn-48"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are the Poisson&#x0027;s ratios, E<sub>1</sub> and E<sub>2</sub> are the elastic moduli, G<sub>12</sub>, G<sub>23</sub> and G<sub>31</sub> are the shear moduli [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-14">14</xref>].</p>
<p>By enforcing the stationarity condition to the potential energy, we have</p>

<p><disp-formula id="eqn-31"><label>(26)</label><mml:math id="mml-eqn-31" display="block"><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C7;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>which yields the element internal force vector:</p>

<p><disp-formula id="eqn-32"><label>(27)</label><mml:math id="mml-eqn-32" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C7;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-49"><mml:math id="mml-ieqn-49"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-50"><mml:math id="mml-ieqn-50"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-51"><mml:math id="mml-ieqn-51"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are element nodal displacement vector, external load vector and internal force vector in the co-rotational local coordinate system, respectively. <inline-formula id="ieqn-52"><mml:math id="mml-ieqn-52"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-53"><mml:math id="mml-ieqn-53"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-54"><mml:math id="mml-ieqn-54"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> contain the first-order derivatives of the membrane strain, bending strain, and shear strain, respectively. Details of these matrices are given in Appendix A.</p>
<p>By taking the first-order derivative of the internal force vector with respect to the local nodal variables, a symmetric element tangent stiffness matrix is obtained</p>

<p><disp-formula id="eqn-33"><label>(28)</label><mml:math id="mml-eqn-33" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>For elastic laminated shell elements, the integration along the shell thickness direction is decoupled from the integration on the mid-surface, so <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-32">Eqs. (27)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-33">(28)</xref> involving volume integrals can be rewritten in the following surface integral form:</p>

<p><disp-formula id="eqn-29a"><label>(29)</label><mml:math id="mml-eqn-29a" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>int</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C7;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C7;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-30a"><label>(30)</label><mml:math id="mml-eqn-30a" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-55"><mml:math id="mml-ieqn-55"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-56"><mml:math id="mml-ieqn-56"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-57"><mml:math id="mml-ieqn-57"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are the equivalent elastic matrices:</p>

<p><disp-formula id="eqn-34"><label>(31a,b,c)</label><mml:math id="mml-eqn-34" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><inline-formula id="ieqn-58"><mml:math id="mml-ieqn-58"><mml:mi>n</mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the number of laminae; <inline-formula id="ieqn-59"><mml:math id="mml-ieqn-59"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the dimensionless coordinate of the interface between Layer <italic>i</italic>&#x2212;1 and Layer <italic>i</italic> relative to the mid-surface:</p>

<p><disp-formula id="eqn-35"><label>(32)</label><mml:math id="mml-eqn-35" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1.0</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
</p>
<p><bold>D</bold><sub>ci</sub> is the elastic matrix of the <italic>i</italic>th layer lamina:</p>

<p><disp-formula id="eqn-36"><label>(33)</label><mml:math id="mml-eqn-36" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-60"><mml:math id="mml-ieqn-60"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the transversely isotropic elastic matrix of Layer <italic>i</italic> in the material coordinate system, which is obtained by replacing the material properties of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-30">Eq.(25)</xref> with those of the <italic>i</italic>th layer; <inline-formula id="ieqn-61"><mml:math id="mml-ieqn-61"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the transformation matrix between the material coordinate system of the <italic>i</italic>th layer lamina and the co-rotational element local coordinate system:</p>

<p><disp-formula id="eqn-37"><label>(34)</label><mml:math id="mml-eqn-37" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left left left" rowspacing="2em 1.6em 0.9em 0.9em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cos</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>sin</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>sin</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>cos</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-62"><mml:math id="mml-ieqn-62"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is defined as the ply orientation angle measured between the reinforcement fiber of the <italic>i</italic>th layer lamina and the co-rotational local coordinate system of the composite element. It is noted that, for symmetrical laminates, the third integrals of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-29">Eqs. (29)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-30">(30)</xref> are equal to zero.</p>
<p>To alleviate shear locking phenomenon, the assumed transverse shear strain vector and its first-order derivatives with respect to local nodal variables are employed. The modified line integration approach [<xref ref-type="bibr" rid="ref-35">35</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-45">45</xref>] is adopted to calculate the assumed shear strains, and by replacing the conforming transverse shear strain and its first-order derivatives with the assumed strains and its first-order derivatives with respect to local nodal variables, the following assumed strain finite element formulation is obtained:</p>

<p><disp-formula id="eqn-35a"><label>(35)</label><mml:math id="mml-eqn-35a" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>int</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C7;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C7;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
</disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-36a"><label>(36)</label><mml:math id="mml-eqn-36a" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-63"><mml:math id="mml-ieqn-63"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the assumed transverse shear strain vector, <inline-formula id="ieqn-64"><mml:math id="mml-ieqn-64"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is its first-order derivative with respect to local nodal variables <inline-formula id="ieqn-65"><mml:math id="mml-ieqn-65"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (refer to Eqs. (30)&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-41">(41)</xref> in reference [<xref ref-type="bibr" rid="ref-35">35</xref>]).</p>
</sec>
<sec id="s4"><label>4</label><title>Stiffness Matrix of the 3-Node Shell Finite Element in the Global Coordinate System</title>
<p>The internal force <inline-formula id="ieqn-66"><mml:math id="mml-ieqn-66"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the 3-node triangular composite shell element in the global coordinate system can be obtained from the local element internal force <inline-formula id="ieqn-67"><mml:math id="mml-ieqn-67"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as follows:</p>

<p><disp-formula id="eqn-38"><label>(37)</label><mml:math id="mml-eqn-38" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <bold>T</bold> is a transformation matrix consisting of the first-order derivatives of the local nodal variables with respect to the global nodal variables, which can be readily determined from <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-10">Eqs. (10)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-13">(13a)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-13">(13b)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-14">(14a)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-13">(14b)</xref>:</p>

<p><disp-formula id="eqn-39"><label>(38)</label><mml:math id="mml-eqn-39" display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left left left left" rowspacing="2em 2em 2em 2em 2em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>The element tangent stiffness <inline-formula id="ieqn-68"><mml:math id="mml-ieqn-68"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the global coordinate system can be obtained by calculating the first-order derivatives of the global internal force vector with respect to the global nodal variables:</p>

<p><disp-formula id="eqn-40"><label>(39)</label><mml:math id="mml-eqn-40" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>int</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where</p>

<p><disp-formula id="eqn-41"><label>(40)</label><mml:math id="mml-eqn-41" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left left left left" rowspacing="2em 2em 2em 2em 2em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>the sub-matrices in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-40">(40)</xref> involving the second-order derivatives are given in Appendix B. Considering the commutativity of the global nodal variables in the differentiation of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-40">(40)</xref>, the second term in the right-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-39">(39)</xref> is symmetric, and since the first term in the right-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-39">(39)</xref> is also symmetric, the resulting element tangent stiffness matrix in the global coordinate system is symmetric.</p>
</sec>
<sec id="s5"><label>5</label><title>Numerical Examples</title>
<p>To verify the reliability and computational accuracy of present 3-node co-rotational triangular composite shell element, two patch tests, and several smooth and non-smooth composite shell problems are solved, and the solutions are compared to numerical results from literatures [<xref ref-type="bibr" rid="ref-55">55</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-59">59</xref>]. In the following examples, the present 3-node triangular shell finite element using assumed transverse shear strains to replace conforming transverse shear strains is designated as &#x201C;CR3&#x2005;T&#x201D; element. To show the element&#x0027;s spatial isotropy (i.e., the element stiffness matrices are independent of nodal ordering [<xref ref-type="bibr" rid="ref-41">41</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-50">50</xref>]), two alternative nodal ordering schemes are considered in 7 examples of Examples 5.2, where triangular elements used for a quadrilateral patch are employed with different nodal numbering as illustrated in <?A3B2 "fig2",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2</xref>.</p>
<fig id="fig-2"><label>Figure 2</label><caption><title>Two nodal numbering schemes, (a) Scheme 1; (b) Scheme 2</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-2.png"/></fig>
<sec id="s5_1"><label>5.1</label><title>Patch Tests</title>
<p>Patch tests for the membrane behavior and the transverse out-of-plane bending behavior of plate and shell elements were suggested by MacNeal et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-55">55</xref>], whereas rectangular plate with a length <inline-formula id="ieqn-69"><mml:math id="mml-ieqn-69"><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.24</mml:mn></mml:math></inline-formula>, width <inline-formula id="ieqn-70"><mml:math id="mml-ieqn-70"><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.12</mml:mn></mml:math></inline-formula> and thickness <inline-formula id="ieqn-71"><mml:math id="mml-ieqn-71"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.001</mml:mn></mml:math></inline-formula>, Young&#x0027;s modulus <inline-formula id="ieqn-72"><mml:math id="mml-ieqn-72"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mn>6</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and Poisson&#x0027;s ratio <inline-formula id="ieqn-73"><mml:math id="mml-ieqn-73"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.25</mml:mn></mml:math></inline-formula>, is considered.</p>
<p>In the membrane patch test, the displacements <inline-formula id="ieqn-74"><mml:math id="mml-ieqn-74"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:math></inline-formula>at the boundary nodes of the rectangular plate (<?A3B2 "fig3",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-3">Fig. 3</xref>) are prescribed by <inline-formula id="ieqn-75"><mml:math id="mml-ieqn-75"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-76"><mml:math id="mml-ieqn-76"><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-77"><mml:math id="mml-ieqn-77"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. If this patch test is solved as a linear problem, the displacements at any point of the plate can also be calculated from above equations. The theoretical solution of this plate is a constant in-plane membrane stress field given by
<disp-formula id="ueqn-5">
<mml:math id="mml-ueqn-5" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1333</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><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>=</mml:mo><mml:mn>400</mml:mn></mml:math>
</disp-formula>
10 elements are employed in modeling of the rectangular plate (<xref ref-type="fig" rid="fig-3">Fig. 3</xref>), and the CR3T element passes the membrane patch test exactly.</p>
<fig id="fig-3"><label>Figure 3</label><caption><title>Patch tests for in-plane membrane/out-of-plane bending plates</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-3.png"/></fig>
<p>To construct a constant stress state of the plate under out-of-plane bending, the displacements <inline-formula id="ieqn-78"><mml:math id="mml-ieqn-78"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and rotations <inline-formula id="ieqn-79"><mml:math id="mml-ieqn-79"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> at any point of the plate mid-surface are prescribed by
<disp-formula id="ueqn-6">
<mml:math id="mml-ueqn-6" display="block"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="ueqn-7">
<mml:math id="mml-ueqn-7" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>For a linear problem, the theoretical solution for the stresses at the top and bottom surfaces of the plate is
<disp-formula id="ueqn-8">
<mml:math id="mml-ueqn-8" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mn>0.667</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><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>=</mml:mo><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mn>0.200</mml:mn></mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>In the present triangular shell element formulation, vectorial rotational variables are defined. These can be calculated from the prescribed rotations,
<disp-formula id="ueqn-9">
<mml:math id="mml-ueqn-9" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>tan</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>tan</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>tan</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>tan</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>tan</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>tan</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>The rectangular plate is meshed into triangular elements (<xref ref-type="fig" rid="fig-3">Fig. 3</xref>), and the linear solution obtained by using 10 CR3T elements agrees exactly with the theoretical solution [<xref ref-type="bibr" rid="ref-55">55</xref>].</p>
</sec>
<sec id="s5_2"><label>5.2</label><title>Laminated Cylindrical Shell</title>
<p>Laminated cylindrical shells subjected to a point load at the central point B are studied. The shell geometry is shown in <?A3B2 "fig4",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-4">Fig. 4</xref>, where two straight edges are simply supported, length L &#x003D; 508 mm, radius R &#x003D; 2540 mm, central angle <inline-formula id="ieqn-80"><mml:math id="mml-ieqn-80"><mml:mrow><mml:mtext>2</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>0</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>.2</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and thickness t &#x003D; 6.35 or 12.7 mm.</p>
<p>We consider two groups of lamination schemes consisting of 12 layers and 48 layers, respectively. The first group includes four 12-layer lamination shells arranged as (0&#x00B0;<sub>4</sub>/90&#x00B0;<sub>4</sub>/0&#x00B0;<sub>4</sub>) and (90&#x00B0;<sub>4</sub>/0&#x00B0;<sub>4</sub>/90&#x00B0;<sub>4</sub>), respectively. Here, 0&#x00B0; denotes the circumferential direction of the cylinder, and 90&#x00B0; denotes the cylinder&#x0027;s axial direction. For instance, (90&#x00B0;<sub>4</sub>/0&#x00B0;<sub>4</sub>/&#x2026;) indicates that there are 4 laminas at 90 degrees followed by 4 laminas at 0 degrees, etc.). The second group consists of three 48-layer laminations arranged as (0&#x00B0;<sub>6</sub>/90&#x00B0;<sub>6</sub>/0&#x00B0;<sub>6</sub>/90&#x00B0;<sub>6</sub>)<sub>s</sub>, (45&#x00B0;<sub>2</sub>/&#x2212;45&#x00B0;<sub>2</sub>/0&#x00B0;<sub>2</sub>/90&#x00B0;<sub>2</sub>)<sub>3s,</sub> and (45&#x00B0;<sub>2</sub>/&#x2212;45&#x00B0;<sub>2</sub>)<sub>6s</sub>, respectively, where the subscript &#x201C;s&#x201D; indicates that the 48 laminas are arranged symmetrically with respect to the shell mid-surface, and the number &#x201C;3&#x201D; or &#x201C;6&#x201D; before the letter &#x201C;s&#x201D; denote that 3 or 6 groups of laminae arranged as those in the parentheses. The material properties of these laminated cylindrical shells are given in <?A3B2 "tbl1",5,"anchor"?><xref ref-type="table" rid="table-1">Tab. 1</xref>.</p>
<fig id="fig-4"><label>Figure 4</label><caption><title>Laminated cylindrical shell</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-4.png"/></fig>
<table-wrap id="table-1"><label>Table 1</label><caption><title>Material properties of the laminated cylindrical shells</title></caption>

<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left"/>
<th align="left">Young&#x0027;s moduli</th>
<th align="left">Shear moduli</th>
<th align="left">Poisson&#x0027;s ratio</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left">12 layers</td>
<td align="left"><italic>E</italic><sub>1</sub> &#x003D; 3.3 GPa, <italic>E</italic><sub>2</sub> &#x003D; 1.1 GPa</td>
<td align="left"><italic>G</italic><sub>12</sub> &#x003D; <italic>G</italic><sub>13</sub> &#x003D; <italic>G</italic><sub>23</sub> &#x003D; 0.66 GPa</td>
<td align="left"><italic>&#x03BC;</italic><sub>12</sub> &#x003D; <italic>&#x03BC;</italic><sub>21</sub> &#x003D; 0.25</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">48 layers</td>
<td align="left"><italic>E</italic><sub>1</sub> &#x003D; 150&#x2005;GPa, <italic>E</italic><sub>2</sub> &#x003D; 10 GPa</td>
<td align="left"><italic>G</italic><sub>12</sub> &#x003D; <italic>G</italic><sub>13</sub> &#x003D; 6 Gpa, <italic>G</italic><sub>23</sub> &#x003D; 4 GPa</td>
<td align="left"><italic>&#x03BC;</italic><sub>12</sub> &#x003D; <italic>&#x03BC;</italic><sub>21</sub> &#x003D; 0.25</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<fig id="fig-5"><label>Figure 5</label><caption><title>Load-displacement curves of the laminated cylindrical shell (90&#x00B0;<sub>4</sub>/0&#x00B0;<sub>4</sub>/90&#x00B0;<sub>4</sub>) with t &#x003D; 6.35 mm</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-5.png"/></fig>
<p>Due to symmetry, only a quarter of these laminated cylindrical shells are studied by using 8<inline-formula id="ieqn-81"><mml:math id="mml-ieqn-81"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>8<inline-formula id="ieqn-82"><mml:math id="mml-ieqn-82"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>2 or 16<inline-formula id="ieqn-83"><mml:math id="mml-ieqn-83"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>16<inline-formula id="ieqn-84"><mml:math id="mml-ieqn-84"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>2 CR3T elements. The load-displacement curves obtained by the present CR3T elements using two different nodal numbering schemes are depicted in <?A3B2 "fig5",5,"anchor"?><?A3B2 "fig6",5,"anchor"?><?A3B2 "fig7",5,"anchor"?><?A3B2 "fig8",5,"anchor"?><?A3B2 "fig9",5,"anchor"?><?A3B2 "fig10",5,"anchor"?><?A3B2 "fig11",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-5">Figs. 5</xref>&#x2013;<xref ref-type="fig" rid="fig-11">11</xref>, which agree very well with the results obtained by Gal and Levy using triangular shell elements built from the linear membrane constant strain triangle and the DKT flat triangular plate element [<xref ref-type="bibr" rid="ref-56">56</xref>] and by Li et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-36">36</xref>] using 9-node co-rotational quadrilateral composite shell elements (SQCS element). As can be clearly seen from these simulation results, varying the lamination schemes and shell thicknesses can lead to dramatically different structural responses of composite shells.</p>
<fig id="fig-6"><label>Figure 6</label><caption><title>Load-displacement curves of the laminated cylindrical shell (0&#x00B0;<sub>4</sub>/90&#x00B0;<sub>4</sub>/0&#x00B0;<sub>4</sub>) with t &#x003D; 6.35&#x2005;mm</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-6.png"/></fig>
<fig id="fig-7"><label>Figure 7</label><caption><title>Load-displacement curves of the laminated cylindrical shell (90&#x00B0;<sub>4</sub>/0&#x00B0;<sub>4</sub>/90&#x00B0;<sub>4</sub>) with t &#x003D; 12.7 mm</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-7.png"/></fig>
</sec>
<sec id="s5_3"><label>5.3</label><title>A Laminated Channel Section Cantilever</title>
<p>A laminated channel section cantilever is subjected to a concentrated load at the upper corner point, as shown in <?A3B2 "fig12",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-12">Fig. 12</xref>, where <italic>L</italic> &#x003D; 36 in, <italic>a</italic> &#x003D; 2 in, <italic>b</italic> &#x003D; 6 in, h &#x003D; 0.06 in, and <italic>P</italic>(<italic>f</italic>) &#x003D; <italic>fP</italic><sub>ref</sub> with P<sub>ref</sub> &#x003D; 100&#x2005;lb. Two cross-ply lamination schemes are considered, including (0&#x00B0;/90&#x00B0;/0&#x00B0;) and (90&#x00B0;/0&#x00B0;/90&#x00B0;), where the 0&#x00B0; and 90&#x00B0; directions are respectively along the t<sub>1</sub>-axis and the t<sub>2</sub>-axis of the local material coordinate system depicted in <xref ref-type="fig" rid="fig-12">Fig. 12</xref>. The composite material parameters are <italic>E</italic><sub>1</sub> &#x003D; 10<sup>7</sup> lb/in<sup>2</sup>, <italic>E</italic><sub>2</sub> &#x003D; 4&#x2009;&#x00D7;&#x2009;10<sup>5</sup> lb/in<sup>2</sup>, <italic>G</italic><sub>12</sub> &#x003D; <italic>G</italic><sub>13</sub> &#x003D; 2&#x2009;&#x00D7;&#x2009;10<sup>5</sup> lb/in<sup>2</sup>, <italic>G</italic><sub>23</sub> &#x003D; 8&#x2009;&#x00D7;&#x2009;10<sup>4</sup> lb/in<sup>2</sup>, <italic>&#x03BC;</italic><sub>12</sub> &#x003D; <italic>&#x03BC;</italic><sub>21</sub> &#x003D; 0.333.</p>
<fig id="fig-8"><label>Figure 8</label><caption><title>Load-displacement curves of the laminated cylindrical shell (0&#x00B0;<sub>4</sub>/90&#x00B0;<sub>4</sub>/0&#x00B0;<sub>4</sub>) with t &#x003D; 12.7&#x2005;mm</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-8.png"/></fig>
<fig id="fig-9"><label>Figure 9</label><caption><title>Load-displacement curves of the laminated cylindrical shell (0&#x00B0;<sub>6</sub>/90&#x00B0;<sub>6</sub>/0&#x00B0;<sub>6</sub>/90&#x00B0;<sub>6</sub>) <sub>S</sub> with t &#x003D; 6.35&#x2005;mm</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-9.png"/></fig>
<p>The laminated channel section cantilever is modeled using respectively (4 &#x002B; 4 &#x002B; 6) &#x00D7; 72 &#x00D7; 2 and (6 &#x002B; 6 &#x002B; 9) &#x00D7; 108 &#x00D7; 2 CR3T element meshes, where the web is discretized respectively by 6&#x2009;&#x00D7;&#x2009;72&#x2009;&#x00D7;&#x2009;2 and 9&#x2009;&#x00D7;&#x2009;108&#x2009;&#x00D7;&#x2009;2 elements, and the upper and the lower flanges are discretized by 4&#x2009;&#x00D7;&#x2009;72&#x2009;&#x00D7;&#x2009;2 and 6&#x2009;&#x00D7;&#x2009;108&#x2009;&#x00D7;&#x2009;2 elements, respectively. The load-deflection curves at the upper corner point are presented in <?A3B2 "fig13",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-13">Fig. 13</xref>. For comparison, the results from Chr&#x00F3;&#x015B;cielewski et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-57">57</xref>] using (4 &#x002B; 4 &#x002B; 6) &#x00D7; 72 CAMe16 elements (Lagrange family of 16-node displacement-rotation-based shell elements) are also plotted in this figure.</p>
<fig id="fig-10"><label>Figure 10</label><caption><title>Load-displacement curves of the laminated cylindrical shell (45&#x00B0;<sub>2</sub>/&#x2212;45&#x00B0;<sub>2</sub>/0&#x00B0;<sub>2</sub>/90&#x00B0;<sub>2</sub>)<sub>3S</sub> with t &#x003D; 6.35&#x2005;mm</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-10.png"/></fig>
<fig id="fig-11"><label>Figure 11</label><caption><title>Load-displacement curves of the laminated cylindrical shell (45&#x00B0;<sub>2</sub>/&#x2212;45&#x00B0;<sub>2</sub>)<sub>6S</sub> with t &#x003D; 6.35 mm</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-11.png"/></fig>
<fig id="fig-12"><label>Figure 12</label><caption><title>Geometry and loading of the three-layer channel section cantilever</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-12.png"/></fig>
<fig id="fig-13"><label>Figure 13</label><caption><title>Load-displacement curves of the three-layer channel section cantilever</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-13.png"/></fig>
<p>The deformed shapes of the channel section cantilever with different lamination schemes are presented in <?A3B2 "fig14",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-14">Figs. 14</xref> and <?A3B2 "fig15",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-15">15</xref>, where the vertical displacements at the upper corner of two cantilevers are up to 5.0 in.</p>
<fig id="fig-14"><label>Figure 14</label><caption><title>Deformed shape of the laminated channel section cantilever (0&#x00B0;/90&#x00B0;/0&#x00B0;)</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-14.png"/></fig>
<fig id="fig-15"><label>Figure 15</label><caption><title>Deformed shape of the laminated channel section cantilever (90&#x00B0;/0&#x00B0;/90&#x00B0;)</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-15.png"/></fig>
</sec>
<sec id="s5_4"><label>5.4</label><title>Stiffened Doubly Curved Cylindrical Panel</title>
<p>A stiffened doubly curved cylindrical panel is subjected to a lateral force at the midpoint of the free curved edge (<?A3B2 "fig16",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-16">Fig. 16</xref>). The geometry is described by <italic>L</italic> &#x003D; 2&#x2005;m, <italic>a</italic> &#x003D; 45&#x00B0;, <italic>R</italic> &#x003D; 1&#x2005;m, <italic>H</italic> &#x003D; 0.4&#x2005;m, <italic>h<sub>0</sub></italic> &#x003D; 0.01&#x2005;m, <italic>P<sub>ref</sub></italic> &#x003D; 1 MN, <italic>P</italic>(&#x03BB;) &#x003D; &#x03BB;<italic>P</italic><sub>ref</sub>. Two lamination schemes are considered as (0&#x00B0;/90&#x00B0;/90&#x00B0;/0&#x00B0;) and (90&#x00B0;/0&#x00B0;/0&#x00B0;/90&#x00B0;), where the 0&#x00B0; and 90&#x00B0; directions are respectively along the t<sub>1</sub>-axis and t<sub>2</sub>-axis of local material coordinate system depicted in <xref ref-type="fig" rid="fig-16">Fig. 16</xref>. The material properties are <italic>E<sub>1</sub></italic> &#x003D; 10<sup>5</sup> MPa, <italic>E<sub>2</sub></italic> &#x003D; 7&#x2009;&#x00D7;&#x2009;10<sup>3</sup> MPa, <italic>G<sub>12</sub></italic> &#x003D; <italic>G<sub>13</sub></italic> &#x003D; 4&#x2009;&#x00D7;&#x2009;10<sup>3</sup> MPa, <italic>G<sub>23</sub></italic> &#x003D; 3.2&#x2009;&#x00D7;&#x2009;10<sup>3</sup> MPa, <italic>&#x03BC;</italic><sub>12</sub> &#x003D; <italic>&#x03BC;</italic><sub>21</sub> &#x003D; 0.25.</p>
<fig id="fig-16"><label>Figure 16</label><caption><title>Geometry and loading of the stiffened doubly curved cylindrical panel</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-16.png"/></fig>
<p>The stiffened doubly curved cylindrical panel with lamination scheme (0&#x00B0;/90&#x00B0;/90&#x00B0;/0&#x00B0;) is modeled using (30 &#x002B; 30 &#x002B; 14)<inline-formula id="ieqn-85"><mml:math id="mml-ieqn-85"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>40<inline-formula id="ieqn-86"><mml:math id="mml-ieqn-86"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>2 CR3T element meshes, where the flat panel is discretized by 14<inline-formula id="ieqn-87"><mml:math id="mml-ieqn-87"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>40<inline-formula id="ieqn-88"><mml:math id="mml-ieqn-88"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>2 elements, and two pieces of cylindrical panels are discretized by 30<inline-formula id="ieqn-89"><mml:math id="mml-ieqn-89"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>40<inline-formula id="ieqn-90"><mml:math id="mml-ieqn-90"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>2 elements, respectively. The stiffened doubly curved cylindrical panel with lamination scheme (90&#x00B0;/0&#x00B0;/0&#x00B0;/90&#x00B0;) is modeled using (25 &#x002B; 25 &#x002B; 12)<inline-formula id="ieqn-91"><mml:math id="mml-ieqn-91"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>40<inline-formula id="ieqn-92"><mml:math id="mml-ieqn-92"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>2 CR3T element meshes, where the flat panel is discretized by 12<inline-formula id="ieqn-93"><mml:math id="mml-ieqn-93"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>40<inline-formula id="ieqn-94"><mml:math id="mml-ieqn-94"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>2 elements, and two pieces of cylindrical panels are discretized by 25<inline-formula id="ieqn-95"><mml:math id="mml-ieqn-95"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>40<inline-formula id="ieqn-96"><mml:math id="mml-ieqn-96"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>2 elements, respectively. The load-deflection curves at Point A of the free curved edge are plotted in <?A3B2 "fig17",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-17">Fig. 17</xref>. For comparison, the results from Chr&#x00F3;&#x015B;cielewski et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-57">57</xref>] using (10 &#x002B; 10 &#x002B; 4)<inline-formula id="ieqn-97"><mml:math id="mml-ieqn-97"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>12 CAMe16 elements are also reported in this figure.</p>
<fig id="fig-17"><label>Figure 17</label><caption><title>Load-displacement curves of the stiffened doubly curved cylindrical panel</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-17.png"/></fig>
<p>The deformed shapes of the stiffened doubly curved cylindrical panel are presented in <?A3B2 "fig18",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-18">Figs. 18</xref> and <?A3B2 "fig19",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-19">19</xref>, which correspond to the states when the displacement of Point A is up to W<sub>A</sub> &#x003D; 0.2167&#x2005;m for lamination scheme (0&#x00B0;/90&#x00B0;/90&#x00B0;/0&#x00B0;) and W<sub>A</sub> &#x003D; 0.1692&#x2005;m for lamination scheme (90&#x00B0;/0&#x00B0;/0&#x00B0;/90&#x00B0;) in <xref ref-type="fig" rid="fig-17">Fig. 17</xref>, respectively.</p>
<fig id="fig-18"><label>Figure 18</label><caption><title>Deformed shape of the stiffened doubly curved cylindrical panel (0&#x00B0;/90&#x00B0;/90&#x00B0;/0&#x00B0;)</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-18.png"/></fig>
<fig id="fig-19"><label>Figure 19</label><caption><title>Deformed shape of the stiffened doubly curved cylindrical panel (90&#x00B0;/0&#x00B0;/0&#x00B0;/90&#x00B0;)</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-19.png"/></fig>
</sec>
<sec id="s5_5"><label>5.5</label><title>Laminated Sickle-Shell Problem</title>
<p>A laminated cantilever sickle shell is subjected to a lateral force at the free end, as shown in <?A3B2 "fig20",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-20">Fig. 20</xref>, where length <italic>L</italic> &#x003D; 10, width <italic>B</italic> &#x003D; 1, thickness <italic>a</italic> &#x003D; 0.01, and the radius of the semi-cylinder <italic>R</italic> &#x003D; 5. Two lamination schemes are considered as (0&#x00B0;/90&#x00B0;/0&#x00B0;) and (90&#x00B0;/0&#x00B0;/90&#x00B0;), where the 0&#x00B0; direction is along the flat panel&#x0027;s longitudinal direction and the semi-cylinder panel&#x0027;s circumferential direction, and the 90&#x00B0; direction is along the transverse direction. The dimensionless material properties are <italic>E<sub>1</sub></italic> &#x003D; 6<inline-formula id="ieqn-98"><mml:math id="mml-ieqn-98"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>10<sup>7</sup>, <italic>E<sub>2</sub></italic> &#x003D; 3<inline-formula id="ieqn-99"><mml:math id="mml-ieqn-99"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>10<sup>7</sup>, <italic>G<sub>12</sub></italic> &#x003D; <italic>G<sub>13</sub></italic> &#x003D; 1.49<inline-formula id="ieqn-100"><mml:math id="mml-ieqn-100"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>10<sup>7</sup>, <italic>G<sub>23</sub></italic> &#x003D; 1.15<inline-formula id="ieqn-101"><mml:math id="mml-ieqn-101"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>10<sup>7</sup>, <italic>&#x03BC;</italic><sub>12</sub> &#x003D; <italic>&#x03BC;</italic><sub>21</sub> &#x003D; 0.3.</p>
<p>The cantilever sickle shell is modeled using (40 &#x002B; 40)<inline-formula id="ieqn-102"><mml:math id="mml-ieqn-102"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>4<inline-formula id="ieqn-103"><mml:math id="mml-ieqn-103"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>2 CR3T elements, where the flat panel and the semi-cylinder are discretized by 40<inline-formula id="ieqn-104"><mml:math id="mml-ieqn-104"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>4<inline-formula id="ieqn-105"><mml:math id="mml-ieqn-105"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>2 elements, respectively. The load-deflection curves at the midpoint of the free end are plotted in <?A3B2 "fig21",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-21">Figs. 21</xref> and <?A3B2 "fig22",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-22">22</xref> for the two lamination schemes. For comparison, the results from Zhang et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-58">58</xref>] using respectively two quadrature elements (with 10 integration points along the length and 7 integration points along the width) incorporating thickness stretch and drilling rotations and 256<inline-formula id="ieqn-106"><mml:math id="mml-ieqn-106"><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>10S4R elements of ABAQUS [<xref ref-type="bibr" rid="ref-59">59</xref>] are also reported in these figures. It can be seen that the results of the present triangular shell finite element formulation are in good agreement with them, although slight difference exists because the thickness stretch is neglected in the present shell formulation.</p>
<fig id="fig-20"><label>Figure 20</label><caption><title>Cantilever sickle shell subject to a lateral tip load</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-20.png"/></fig>
<fig id="fig-21"><label>Figure 21</label><caption><title>Load-displacement curves of the cantilever sickle shell (0&#x00B0;/90&#x00B0;/0&#x00B0;)</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-21.png"/></fig>
<p>The deformed shapes of the sickle shell at different levels of the lateral tip load are presented in <?A3B2 "fig23",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-23">Figs. 23</xref> and <?A3B2 "fig24",5,"anchor"?><xref ref-type="fig" rid="fig-24">24</xref>, showing large deflections and large rotations of the composite shell structure.</p>
<fig id="fig-22"><label>Figure 22</label><caption><title>Load-displacement curves of the cantilever sickle shell (90&#x00B0;/0&#x00B0;/90&#x00B0;)</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-22.png"/></fig>
<fig id="fig-23"><label>Figure 23</label><caption><title>Deformed shapes of the cantilever sickle shell (0&#x00B0;/90&#x00B0;/0&#x00B0;)</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-23.png"/></fig>
<fig id="fig-24"><label>Figure 24</label><caption><title>Deformed shapes of the cantilever sickle shell (90&#x00B0;/0&#x00B0;/90&#x00B0;)</title></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_16050-fig-24.png"/></fig>
</sec>
</sec>
<sec id="s6"><label>6</label><title>Conclusions</title>
<p>A 3-node co-rotational triangular composite shell element for large deformation analysis of smooth, folded and multi-shell laminated composite structures is proposed. Different from other existing elements using traditional rotational variables, vectorial rotational variables are employed in the present element under a co-rotational framework. All nodal variables are additive in the nonlinear solution procedure, and the global tangent stiffness matrix is symmetric, which enhances the computational efficiency and saves computer storage resource. To overcome shear locking phenomenon, the conforming transverse shear strains are replaced with assumed transverse shear strains by using the line integration method. The computational performance of the developed finite element formulation is demonstrated through solving several smooth and non-smooth laminated composite shell structural problems.</p>
</sec>
</body>
<back>
<fn-group>
<fn fn-type="other"><p><bold>Funding Statement:</bold> This work was supported by National Natural Science Foundation of China under Grant 11672266.</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="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Reddy</surname>, <given-names>J. N.</given-names></string-name></person-group> (<year>2004</year>). <source>Mechanics of laminated composite plates and shells: Theory and analysis</source><italic>.</italic> <publisher-loc>London, USA</publisher-loc>: <publisher-name>CRC Press</publisher-name>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-2"><label>2.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Carrera</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Brischetto</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name></person-group> (<year>2009</year>). <article-title>A survey with numerical assessment of classical and refined theories for the analysis of sandwich plates</article-title>. <source>Applied Mechanics Reviews</source><italic>,</italic> <volume>62</volume><issue>(1)</issue><italic>,</italic> <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>17</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1115/1.3013824</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-3"><label>3.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Khandan</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Noroozi</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sewell</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vinney</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name></person-group> (<year>2012</year>). <article-title>The development of laminated composite plate theories: A review</article-title>. <source>Journal of Materials Science</source><italic>,</italic> <volume>47</volume><issue>(16)</issue><italic>,</italic> <fpage>5901</fpage>&#x2013;<lpage>5910</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10853-012-6329-y</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-4"><label>4.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Deng</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Progressive damage analysis (PDA) of carbon fiber plates with out-of-plane fold under pressure</article-title>. <source>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</source><italic>,</italic> <volume>124</volume><issue>(2)</issue><italic>,</italic> <fpage>545</fpage>&#x2013;<lpage>559</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.32604/cmes.2020.09536</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-5"><label>5.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Piao</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ouyang</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Beam approximation for dynamic analysis of launch vehicles modelled as stiffened cylindrical shells</article-title>. <source>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</source><italic>,</italic> <volume>122</volume><issue>(2)</issue><italic>,</italic> <fpage>571</fpage>&#x2013;<lpage>591</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.32604/cmes.2020.08789</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-6"><label>6.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Madenci</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Barut</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name></person-group> (<year>1994</year>). <article-title>A free-formulation-based flat shell element for non-linear analysis of thin composite structures</article-title>. <source>International Journal for Numerical Methods in Engineering</source><italic>,</italic> <volume>37</volume><issue>(22)</issue><italic>,</italic> <fpage>3825</fpage>&#x2013;<lpage>3842</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/(ISSN)1097-0207</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-7"><label>7.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Kapania</surname>, <given-names>R. K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mohan</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name></person-group> (<year>1996</year>). <article-title>Static, free vibration and thermal analysis of composite plates and shells using a flat triangular shell element</article-title>. <source>Computational Mechanics</source><italic>,</italic> <volume>17</volume><issue>(5)</issue><italic>,</italic> <fpage>343</fpage>&#x2013;<lpage>357</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/BF00368557</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-8"><label>8.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Bisegna</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Caruso</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Caselli</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Nodargi</surname>, <given-names>N. A.</given-names></string-name></person-group> (<year>2017</year>). <article-title>A corotational triangular facet shell element for geometrically nonlinear analysis of thin piezoactuated structures</article-title>. <source>Composite Structures</source><italic>,</italic> <volume>172</volume><italic>,</italic> <fpage>267</fpage>&#x2013;<lpage>281</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruct.2017.03.074</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-9"><label>9.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Peng</surname>, <given-names>L. X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liew</surname>, <given-names>K. M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kitipornchai</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name></person-group> (<year>2011</year>). <article-title>Bending analysis of folded laminated plates by the FSDT meshfree method</article-title>. <source>Procedia Engineering</source><italic>,</italic> <volume>14</volume><italic>,</italic> <fpage>2714</fpage>&#x2013;<lpage>2721</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.proeng.2011.07.341</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-10"><label>10.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Pham</surname>, <given-names>Q. H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tran</surname>, <given-names>T. V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Pham</surname>, <given-names>T. D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Phan</surname>, <given-names>D. H.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>An edge-based smoothed MITC3 (ES-mITC3) shell finite element in laminated composite shell structures analysis</article-title>. <source>International Journal of Computational Methods</source><italic>,</italic> <volume>15</volume><issue>(7)</issue><italic>,</italic> <fpage>3129</fpage>&#x2013;<lpage>3137</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/S0219876218500603</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-11"><label>11.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Truong-Thi</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vo-Duy</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ho-Huu</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Nguyen-Thoi</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Static and free vibration analyses of functionally graded carbon nanotube reinforced composite plates using CS-dSG3</article-title>. <source>International Journal of Computational Methods</source><italic>,</italic> <volume>17</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>27</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/S0219876218501335</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-12"><label>12.</label><mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>S. Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gao</surname>, <given-names>Y. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhao</surname>, <given-names>G. Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yu</surname>, <given-names>Y. J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Geometrically nonlinear analysis of CNT-reinforced functionally graded composite plates integrated with piezoelectric layers.</article-title> <source>Composite Structures</source><italic>,</italic> <volume>234</volume>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruct.2019.111694</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-13"><label>13.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>S. Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhao</surname>, <given-names>G. Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>S. Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Schmidt</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Qin</surname>, <given-names>X. S.</given-names></string-name></person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Geometrically nonlinear FE analysis of piezoelectric laminated composite structures under strong driving electric field</article-title>. <source>Composite Structures</source><italic>,</italic> <volume>181</volume><italic>,</italic> <fpage>112</fpage>&#x2013;<lpage>120</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruct.2017.08.052</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-14"><label>14.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Kreja</surname>, <given-names>I.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Schmidt</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name></person-group> (<year>2006</year>). <article-title>Large rotations in first-order shear deformation FE analysis of laminated shells</article-title>. <source>International Journal of Nonlinear Mechanics</source><italic>,</italic> <volume>41</volume><issue>(1)</issue><italic>,</italic> <fpage>101</fpage>&#x2013;<lpage>123</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijnonlinmec.2005.06.009</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-15"><label>15.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>W. J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cheung</surname>, <given-names>Y. K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wu</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name></person-group> (<year>2007</year>). <article-title>Augmented higher order global&#x2013;local theory and refined triangular element for laminated composite plates</article-title>. <source>Composite Structures</source><italic>,</italic> <volume>81</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>341</fpage>&#x2013;<lpage>352</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruct.2006.08.028</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-16"><label>16.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Thai</surname>, <given-names>C. H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tran</surname>, <given-names>L. V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tran</surname>, <given-names>D. T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Nguyen-Thoi</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Nguyen-Xuan</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name></person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Analysis of laminated composite plates using higher-order shear deformation plate theory and node-based smoothed discrete shear gap method</article-title>. <source>Applied Mathematical Modelling</source><italic>,</italic> <volume>36</volume><issue>(11)</issue><italic>,</italic> <fpage>5657</fpage>&#x2013;<lpage>5677</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apm.2012.01.003</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-17"><label>17.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Tran</surname>, <given-names>L. V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Nguyen-Thoi</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Thai</surname>, <given-names>C. H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Nguyen-Xuan</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name></person-group> (<year>2015</year>). <article-title>An edge-based smoothed discrete shear gap method using the C<sup>0</sup>-type higher-order shear deformation theory for analysis of laminated composite plates</article-title>. <source>Mechanics of Advanced Materials &#x0026; Structures</source><italic>,</italic> <volume>22</volume><issue>(4)</issue><italic>,</italic> <fpage>248</fpage>&#x2013;<lpage>268</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/15376494.2012.736055</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-18"><label>18.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Jin</surname>, <given-names>Q. L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yao</surname>, <given-names>W. A.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Efficient three-node triangular element based on a new mixed global-local higher-order theory for multilayered composite plates</article-title>. <source>Mechanics of Advanced Materials and Structures</source><italic>,</italic> <volume>27</volume><issue>(8)</issue><italic>,</italic> <fpage>661</fpage>&#x2013;<lpage>675</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/15376494.2018.1490469</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-19"><label>19.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>M. L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yu</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name></person-group> (<year>2003</year>). <article-title>Finite element modeling of delamination by layerwise shell element allowing for interlaminar displacements</article-title>. <source>Composites Science &#x0026; Technology</source><italic>,</italic> <volume>63</volume><issue>(3&#x2013;4)</issue><italic>,</italic> <fpage>517</fpage>&#x2013;<lpage>529</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0266-3538(02)00218-X</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-20"><label>20.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Phung-Van</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Nguyen-Thoi</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Luong-Van</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Thai-Hoang</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Nguyen-Xuan</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name></person-group> (<year>2014</year>). <article-title>A cell-based smoothed discrete shear gap method (CS-fEM-dSG3) using layerwise deformation theory for dynamic response of composite plates resting on viscoelastic foundation</article-title>. <source>Computer Methods in Applied Mechanics &#x0026; Engineering</source><italic>,</italic> <volume>272</volume><italic>,</italic> <fpage>138</fpage>&#x2013;<lpage>159</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2014.01.009</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-21"><label>21.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Marjanovi&#x0107;</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vuksanovi&#x0107;</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name></person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Free vibrations of laminated composite shells using the rotation-free plate elements based on reddy&#x0027;s layerwise discontinuous displacement model</article-title>. <source>Composite Structures</source><italic>,</italic> <volume>156</volume><italic>,</italic> <fpage>320</fpage>&#x2013;<lpage>332</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruct.2015.07.125</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-22"><label>22.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Vu-Quoc</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Deng</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tan</surname>, <given-names>X. G.</given-names></string-name></person-group> (<year>2001</year>). <article-title>Geometrically-exact sandwich shells: The dynamic case</article-title>. <source>Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering</source><italic>,</italic> <volume>190</volume><issue>(22&#x2013;23)</issue><italic>,</italic> <fpage>2825</fpage>&#x2013;<lpage>2873</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0045-7825(00)00181-X</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-23"><label>23.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Vu-Quoc</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Deng</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name></person-group> (<year>1995</year>). <article-title>Galerkin projection for geometrically exact sandwich beams allowing for ply drop-off</article-title>. <source>Journal of Applied Mechanics</source><italic>,</italic> <volume>62</volume><issue>(2)</issue><italic>,</italic> <fpage>479</fpage>&#x2013;<lpage>488</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1115/1.2895955</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-24"><label>24.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Carrera</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name></person-group> (<year>2003</year>). <article-title>Historical review of zig-zag theories for multilayered plates and shells</article-title>. <source>Applied Mechanics Reviews</source><italic>,</italic> <volume>56</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>287</fpage>&#x2013;<lpage>308</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1115/1.1557614</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-25"><label>25.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Versino</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gherlone</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mattone</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>di Sciuva</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tessler</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name></person-group> (<year>2013</year>). <article-title>C<sup>0</sup> triangular elements based on the refined zigzag theory for multilayer composite and sandwich plates</article-title>. <source>Composites Part B: Engineering</source><italic>,</italic> <volume>44</volume><italic>,</italic> <fpage>218</fpage>&#x2013;<lpage>230</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compositesb.2012.05.026</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-26"><label>26.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Nguyen</surname>, <given-names>S. N.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lee</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cho</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2016</year>). <article-title>A triangular finite element using laplace transform for viscoelastic laminated composite plates based on efficient higher-order zigzag theory</article-title>. <source>Composite Structures</source><italic>,</italic> <volume>155</volume><italic>,</italic> <fpage>223</fpage>&#x2013;<lpage>244</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruct.2016.07.051</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-27"><label>27.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wu</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ma</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>W. J.</given-names></string-name></person-group> (<year>2017</year>). <article-title>A C<sup>0</sup> three-node triangular element based on preprocessing approach for thick sandwich plates</article-title>. <source>Journal of Sandwich Structures and Materials</source><italic>,</italic> <volume>21</volume><issue>(6)</issue><italic>,</italic> <fpage>1820</fpage>&#x2013;<lpage>1842</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1177/1099636217729731</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-28"><label>28.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liang</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Izzuddin</surname>, <given-names>B. A.</given-names></string-name></person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Nonlinear analysis of laminated shells with alternating stiff/Soft Lay-up</article-title>. <source>Composite Structures</source><italic>,</italic> <volume>133</volume><italic>,</italic> <fpage>1220</fpage>&#x2013;<lpage>1236</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruct.2015.08.043</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-29"><label>29.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liang</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Izzuddin</surname>, <given-names>B. A.</given-names></string-name></person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Large displacement analysis of sandwich plates and shells with symmetric/Asymmetric lamination</article-title>. <source>Computers and Structures</source><italic>,</italic> <volume>166</volume><italic>,</italic> <fpage>11</fpage>&#x2013;<lpage>32</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruc.2016.01.001</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-30"><label>30.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Houmat</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Three-dimensional free vibration analysis of variable stiffness laminated composite rectangular plates</article-title>. <source>Composite Structures</source><italic>,</italic> <volume>194</volume><italic>,</italic> <fpage>398</fpage>&#x2013;<lpage>412</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruct.2018.04.028</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-31"><label>31.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ye</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zang</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lin</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Higher order semi-analytical solution for bending of angle-ply composite laminated cylindrical shells based on three-dimensional theory of elasticity</article-title>. <source>Thin-Walled Structures</source><italic>,</italic> <volume>145</volume><italic>,</italic> <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>16</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.tws.2019.106392</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-32"><label>32.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Kumari</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kar</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Static behavior of arbitrarily supported composite laminated cylindrical shell panels: An analytical 3D elasticity approach</article-title>. <source>Composite Structures</source><italic>,</italic> <volume>207</volume><italic>,</italic> <fpage>949</fpage>&#x2013;<lpage>965</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruct.2018.09.035</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-33"><label>33.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Vu-Quoc</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tan</surname>, <given-names>X. G.</given-names></string-name></person-group> (<year>2003</year>). <article-title>Optimal solid shells for nonlinear analyses of multilayer composites. Part II: Dynamics</article-title>. <source>Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering</source><italic>,</italic> <volume>192</volume><issue>(9&#x2013;10)</issue><italic>,</italic> <fpage>1017</fpage>&#x2013;<lpage>1059</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0045-7825(02)00336-5</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-34"><label>34.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Fan</surname>, <given-names>Q. F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>Y. P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Dong</surname>, <given-names>L. T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Atluri</surname>, <given-names>S. N.</given-names></string-name></person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Are higher-order theories and layer-wise Zig-zag theories necessary for N-layer composite laminates?</article-title> <source>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</source><italic>,</italic> <volume>107</volume><issue>(2)</issue><italic>,</italic> <fpage>155</fpage>&#x2013;<lpage>186</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.3970/cmes.2015.107.155</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-35"><label>35.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>Z. X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Izzuddin</surname>, <given-names>B. A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vu-Quoc</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Rong</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhuo</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name></person-group> (<year>2017</year>). <article-title>A 3-node co-rotational triangular elasto-plastic shell element using vectorial rotational variables</article-title>. <source>Advanced Steel Construction</source><italic>,</italic> <volume>13</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>206</fpage>&#x2013;<lpage>240</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.18057/IJASC.2017.13.3.</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-36"><label>36.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>Z. X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>Y. F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Izzuddin</surname>, <given-names>B. A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vu-Quoc</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name></person-group> (<year>2011</year>). <article-title>A stabilized co-rotational curved quadrilateral composite shell element</article-title>. <source>International Journal for Numerical Methods in Engineering</source><italic>,</italic> <volume>86</volume><issue>(8)</issue><italic>,</italic> <fpage>975</fpage>&#x2013;<lpage>999</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/nme.3084</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-37"><label>37.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>Z. X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xiang</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Izzuddin</surname>, <given-names>B. A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vu-Quoc</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhuo</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2015</year>). <article-title>A 6-node co-rotational triangular elasto-plastic shell element</article-title>. <source>Computational Mechanics</source><italic>,</italic> <volume>55</volume><issue>(5)</issue><italic>,</italic> <fpage>837</fpage>&#x2013;<lpage>859</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00466-015-1138-1</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-38"><label>38.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>Z. X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zheng</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vu-Quoc</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Izzuddin</surname>, <given-names>B. A.</given-names></string-name></person-group> (<year>2016</year>). <article-title>A 4-node co-rotational quadrilateral composite shell element</article-title>. <source>International Journal of Structural Stability and Dynamics</source><italic>,</italic> <volume>16</volume><issue>(9)</issue><italic>,</italic> <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>29</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/S0219455415500534</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-39"><label>39.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>Z. X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>T. Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vu-Quoc</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Izzuddin</surname>, <given-names>B. A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhuo</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>A nine-node corotational curved quadrilateral shell element for smooth, folded, and multishell structures</article-title>. <source>International Journal for Numerical Methods in Engineering</source><italic>,</italic> <volume>116</volume><issue>(8)</issue><italic>,</italic> <fpage>570</fpage>&#x2013;<lpage>600</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/nme.5936</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-40"><label>40.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>Z. X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wei</surname>, <given-names>H. Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vu-Quoc</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Izzuddin</surname>, <given-names>B. A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhuo</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>A co-rotational triangular finite element for large deformation analysis of smooth, folded and multi-shells</article-title>. <source>Acta Mechanica</source><italic>,</italic> <volume>232</volume><issue>(4)</issue><italic>,</italic> <fpage>1515</fpage>&#x2013;<lpage>1542</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00707-020-02884-4</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-41"><label>41.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Lee</surname>, <given-names>P. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Noh</surname>, <given-names>H. C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bathe</surname>, <given-names>K. J.</given-names></string-name></person-group> (<year>2007</year>). <article-title>Insight into 3-node triangular shell finite elements: The effects of element isotropy and mesh patterns</article-title>. <source>Computers &#x0026; Structures</source><italic>,</italic> <volume>85</volume><issue>(7&#x2013;8)</issue><italic>,</italic> <fpage>404</fpage>&#x2013;<lpage>418</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruc.2006.10.006</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-42"><label>42.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Lu</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tian</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sun</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Development and application of a high-performance triangular shell element and an explicit algorithm in openSees for strongly nonlinear analysis</article-title>. <source>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</source><italic>,</italic> <volume>120</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>561</fpage>&#x2013;<lpage>582</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.32604/cmes.2019.04770</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-43"><label>43.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Adam</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bouabdallah</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zarroug</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Maitournam</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name></person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Improved numerical integration for locking treatment in isogeometric structural elements. Part II: Plates and shells</article-title>. <source>Computer Methods in Applied Mechanics &#x0026; Engineering</source><italic>,</italic> <volume>284</volume><italic>,</italic> <fpage>106</fpage>&#x2013;<lpage>137</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2014.07.020</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-44"><label>44.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Roh</surname>, <given-names>H. Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cho</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2004</year>). <article-title>The application of geometrically exact shell elements to B-spline surfaces</article-title>. <source>Computer Methods in Applied Mechanics &#x0026; Engineering</source><italic>,</italic> <volume>193</volume><issue>(23&#x2013;26)</issue><italic>,</italic> <fpage>2261</fpage>&#x2013;<lpage>2299</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2004.01.019</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-45"><label>45.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Macneal</surname>, <given-names>R. H.</given-names></string-name></person-group> (<year>1982</year>). <article-title>Derivation of element stiffness matrices by assumed strain distributions</article-title>. <source>Nuclear Engineering and Design</source><italic>,</italic> <volume>70</volume><issue>(1)</issue><italic>,</italic> <fpage>3</fpage>&#x2013;<lpage>12</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0029-5493(82)90262-X</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-46"><label>46.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Bletzinger</surname>, <given-names>K. U.</given-names></string-name></person-group> (<year>2000</year>). <article-title>A unified approach for shear-locking-free triangular and rectangular shell finite elements</article-title>. <source>Computers &#x0026; Structures</source><italic>,</italic> <volume>75</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>321</fpage>&#x2013;<lpage>334</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0045-7949(99)00140-6</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-47"><label>47.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Kim</surname>, <given-names>J. H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kim</surname>, <given-names>Y. H.</given-names></string-name></person-group> (<year>2002</year>). <article-title>A three-node C<sup>0</sup> ANS element for geometrically non-linear structural analysis</article-title>. <source>Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering</source><italic>,</italic> <volume>191</volume><italic>,</italic> <fpage>4035</fpage>&#x2013;<lpage>4059</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0045-7825(02)00338-9</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-48"><label>48.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Argyris</surname>, <given-names>J. H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Papadrakakis</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Karapitta</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name></person-group> (<year>2002</year>). <article-title>Elasto-plastic analysis of shells with the triangular element TRIC</article-title>. <source>Computer Methods in Applied Mechanics &#x0026; Engineering</source><italic>,</italic> <volume>191</volume><issue>(33)</issue><italic>,</italic> <fpage>3613</fpage>&#x2013;<lpage>3636</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0045-7825(02)00308-0</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-49"><label>49.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Argyris</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Papadrakakis</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mouroutis</surname>, <given-names>Z. S.</given-names></string-name></person-group> (<year>2003</year>). <article-title>Nonlinear dynamic analysis of shells with the triangular element TRIC</article-title>. <source>Computer Methods in Applied Mechanics &#x0026; Engineering</source><italic>,</italic> <volume>192</volume><issue>(26&#x2013;27)</issue><italic>,</italic> <fpage>3005</fpage>&#x2013;<lpage>3038</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0045-7825(03)00315-3</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-50"><label>50.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Lee</surname>, <given-names>P. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bathe</surname>, <given-names>K. J.</given-names></string-name></person-group> (<year>2004</year>). <article-title>Development of MITC isotropic triangular shell finite elements</article-title>. <source>Computers &#x0026; Structures</source><italic>,</italic> <volume>82</volume><issue>(11)</issue><italic>,</italic> <fpage>945</fpage>&#x2013;<lpage>962</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruc.2004.02.004</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-51"><label>51.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Lee</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lee</surname>, <given-names>P. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bathe</surname>, <given-names>K. J.</given-names></string-name></person-group> (<year>2014</year>). <article-title>The MITC3&#x002B; shell element and its performance</article-title>. <source>Computers &#x0026; Structures</source><italic>,</italic> <volume>138</volume><italic>,</italic> <fpage>12</fpage>&#x2013;<lpage>23</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruc.2014.02.005</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-52"><label>52.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Jeon</surname>, <given-names>H. M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lee</surname>, <given-names>P. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bathe</surname>, <given-names>K. J.</given-names></string-name></person-group> (<year>2014</year>). <article-title>The MITC<sub>3</sub> shell finite element enriched by interpolation covers</article-title>. <source>Computers &#x0026; Structures</source><italic>,</italic> <volume>134</volume><italic>,</italic> <fpage>128</fpage>&#x2013;<lpage>142</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruc.2013.12.003</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-53"><label>53.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Cai</surname>, <given-names>Y. C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tian</surname>, <given-names>L. G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Atluri</surname>, <given-names>S. N.</given-names></string-name></person-group> (<year>2011</year>). <article-title>A simple locking-free discrete shear triangular plate element</article-title>. <source>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</source><italic>,</italic> <volume>77</volume><issue>(4)</issue><italic>,</italic> <fpage>221</fpage>&#x2013;<lpage>238</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.3970/cmes.2011.077.221</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-54"><label>54.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Izzuddin</surname>, <given-names>B. A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liang</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Bisector and zero-macro spin co-rotational systems for shell elements</article-title>. <source>International Journal for Numerical Methods in Engineering</source><italic>,</italic> <volume>105</volume><issue>(4)</issue><italic>,</italic> <fpage>286</fpage>&#x2013;<lpage>320</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/nme.4978</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-55"><label>55.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>MacNeal</surname>, <given-names>R. H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Harder</surname>, <given-names>R. L.</given-names></string-name></person-group> (<year>1985</year>). <article-title>A proposed standard set of problems to test finite element accuracy</article-title>. <source>Finite Elements in Analysis and Design</source><italic>,</italic> <volume>1</volume><issue>(1)</issue><italic>,</italic> <fpage>3</fpage>&#x2013;<lpage>20</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0168-874X(85)90003-4</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-56"><label>56.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Gal</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Levy</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name></person-group> (<year>2005</year>). <article-title>The geometric stiffness of triangular composite-materials shell elements</article-title>. <source>Computers &#x0026; Structures</source><italic>,</italic> <volume>83</volume><issue>(28)</issue><italic>,</italic> <fpage>2318</fpage>&#x2013;<lpage>2333</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruc.2005.03.032</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-57"><label>57.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Chro&#x015B;cielewski</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kreja</surname>, <given-names>I.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sabik</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Witkowski</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name></person-group> (<year>2011</year>). <article-title>Modeling of composite shells in 6&#x2013;parameter nonlinear theory with drilling degree of freedom</article-title>. <source>Mechanics of Advanced Materials and Structures</source><italic>,</italic> <volume>18</volume><issue>(6)</issue><italic>,</italic> <fpage>403</fpage>&#x2013;<lpage>419</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/15376494.2010.524972</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-58"><label>58.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhong</surname>, <given-names>H. Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yao</surname>, <given-names>X. H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Han</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>A quadrature element formulation of geometrically nonlinear laminated composite shells incorporating thickness stretch and drilling rotation</article-title>. <source>Acta Mechanica</source><italic>,</italic> <volume>231</volume><issue>(5)</issue><italic>,</italic> <fpage>1685</fpage>&#x2013;<lpage>1709</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00707-019-02606-5</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-59"><label>59.</label><mixed-citation publication-type="other"><person-group person-group-type="author"><collab>ABAQUS, Version 6.14</collab></person-group>. (<year>2014</year>). <comment>Dassault Syst&#x00E8;mes Simulia Corp., Providence, RI, USA</comment>.</mixed-citation></ref>
</ref-list>
<app-group id="appg1">
<app id="app1">
<title>Appendix A. First- and second-order derivatives of strains with respect to local nodal variables</title>
<p>The first-order derivatives of membrane strains with respect to local nodal variables:</p>
<p><disp-formula id="eqn-42"><label>(A1)</label><mml:math id="mml-eqn-42" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-43"><label>(A2)</label><mml:math id="mml-eqn-43" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left" rowspacing="0.7em 0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>where</p>

<p><disp-formula id="eqn-44"><label>(A3)</label><mml:math id="mml-eqn-44" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-45"><label>(A4)</label><mml:math id="mml-eqn-45" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><inline-formula id="ieqn-107"><mml:math id="mml-ieqn-107"><mml:msubsup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> (<italic>j</italic>, <italic>k</italic> &#x003D; 1, 2) is the component at the <italic>j</italic>th row and the <italic>k</italic>th column of the inversed Jacobian matrix. <inline-formula id="ieqn-108"><mml:math id="mml-ieqn-108"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-109"><mml:math id="mml-ieqn-109"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are the first-order derivatives of the shape function of node <italic>i</italic> with respect to <inline-formula id="ieqn-110"><mml:math id="mml-ieqn-110"><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-111"><mml:math id="mml-ieqn-111"><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>The first-order derivatives of shear strains with respect to local nodal variables:</p>

<p><disp-formula id="eqn-46"><label>(A5)</label><mml:math id="mml-eqn-46" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-47"><label>(A6)</label><mml:math id="mml-eqn-47" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-48"><label>(A7)</label><mml:math id="mml-eqn-48" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing="0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>The first-order derivatives of bending strain with respect to local nodal variables:</p>

<p><disp-formula id="eqn-49"><label>(A8)</label><mml:math id="mml-eqn-49" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-50"><label>(A9)</label><mml:math id="mml-eqn-50" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing="0.7em 0.7em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></disp-formula>
</p>
</app>
</app-group>
<app-group id="appg2">
<app id="app2">
<title>Appendix B. Sub-matrices of the transformation matrix T and its first-order derivatives with respect to global nodal variables</title>
<p>Sub-matrices of the transformation matrix <bold>T</bold> are give as follows:</p>

<p><disp-formula id="eqn-51"><label>(B1)</label><mml:math id="mml-eqn-51" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi></mml:mrow></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:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.9em 0.9em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where,</p>

<p><disp-formula id="eqn-52"><label>(B2)</label><mml:math id="mml-eqn-52" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</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:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-53"><label>(B3)</label><mml:math id="mml-eqn-53" display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-54"><label>(B4)</label><mml:math id="mml-eqn-54" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-55"><label>(B5)</label><mml:math id="mml-eqn-55" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</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:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-56"><label>(B6)</label><mml:math id="mml-eqn-56" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>Case 1: If Node <italic>i</italic> is in smooth shells or away from non-smooth shell intersections:</p>

<p><disp-formula id="eqn-57"><label>(B7)</label><mml:math id="mml-eqn-57" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></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:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.9em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-58"><label>(58)</label><mml:math id="mml-eqn-58" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.9em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>
<p>In <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-58">Eq. (B8)</xref>,</p>

<p><disp-formula id="eqn-59"><label>(B9)</label><mml:math id="mml-eqn-59" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing="2em 2em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-112"><mml:math id="mml-ieqn-112"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-113"><mml:math id="mml-ieqn-113"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-114"><mml:math id="mml-ieqn-114"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are three components of the shell director <inline-formula id="ieqn-115"><mml:math id="mml-ieqn-115"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> along the directions of global coordinate axes; <inline-formula id="ieqn-116"><mml:math id="mml-ieqn-116"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are two vectorial rotational variables of Node <italic>k</italic>, which are the two smallest components among <inline-formula id="ieqn-117"><mml:math id="mml-ieqn-117"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-118"><mml:math id="mml-ieqn-118"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-119"><mml:math id="mml-ieqn-119"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p><disp-formula id="ueqn-10">
<mml:math id="mml-ueqn-10" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math>
</disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-60"><label>(B10-13)</label><mml:math id="mml-eqn-60" display="block"><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>Case 2: If Node <italic>i</italic> is located at an intersection of non-smooth shells,</p>

<p><disp-formula id="eqn-61"><label>(B14)</label><mml:math id="mml-eqn-61" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="0.9em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-62"><label>(62)</label><mml:math id="mml-eqn-62" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><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:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><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:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>In <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-62">Eq. (B15)</xref>,</p>

<p><disp-formula id="eqn-63"><label>(63)</label><mml:math id="mml-eqn-63" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-64"><label>(B17)</label><mml:math id="mml-eqn-64" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-65"><label>(65)</label><mml:math id="mml-eqn-65" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>In <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-63">Eqs. (B16)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-65">(B18)</xref>,</p>

<p><disp-formula id="eqn-66"><label>(B19-21)</label><mml:math id="mml-eqn-66" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-67"><label>(B22)</label><mml:math id="mml-eqn-67" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-68"><label>(B24)</label><mml:math id="mml-eqn-68" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-69"><label>(B25)</label><mml:math id="mml-eqn-69" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-70"><label>(B26)</label><mml:math id="mml-eqn-70" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-71"><label>(B27)</label><mml:math id="mml-eqn-71" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-72"><label>(B28)</label><mml:math id="mml-eqn-72" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-73"><label>(B29)</label><mml:math id="mml-eqn-73" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>where</p>

<p><disp-formula id="eqn-74"><label>(B30-32)</label><mml:math id="mml-eqn-74" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>The first-order derivatives of the transformation matrix <bold>T</bold> with respect to the global nodal variables are as follows:</p>

<p><disp-formula id="eqn-75"><label>(75)</label><mml:math id="mml-eqn-75" display="block"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-76"><label>(B34)</label><mml:math id="mml-eqn-76" display="block"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-77"><label>(77)</label><mml:math id="mml-eqn-77" display="block"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>In <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-75">Eqs. (B33)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-77">(B35)</xref>,
<disp-formula id="ueqn-11">
<mml:math id="mml-ueqn-11" display="block"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></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:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><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:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
</disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-78"><label>(78)</label><mml:math id="mml-eqn-78" display="block"><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="2em 2em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="2em 2em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="2em 2em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><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:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>Case 1: If Node <italic>i</italic> is in smooth shells or away from non-smooth shell intersections,</p>

<p><disp-formula id="eqn-79"><label>(B37)</label><mml:math id="mml-eqn-79" display="block"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></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:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="2em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-80"><label>(B38)</label><mml:math id="mml-eqn-80" display="block"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="2em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-81"><label>(81)</label><mml:math id="mml-eqn-81" display="block"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><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:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>In <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-78">Eqs. (B36)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-81">(B39)</xref>,</p>

<p><disp-formula id="eqn-82"><label>(B40)</label><mml:math id="mml-eqn-82" display='block'><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="ueqn-12">
<mml:math id="mml-ueqn-12" display="block"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</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:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math>
</disp-formula></p>
<p><disp-formula id="ueqn-13">
<mml:math id="mml-ueqn-13" display='block'><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-83"><label>(B41)</label><mml:math id="mml-eqn-83" display='block'><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-84"><label>(B42)</label><mml:math id="mml-eqn-84" display="block"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></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:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</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:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-85"><label>(B43)</label><mml:math id="mml-eqn-85" display="block"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi></mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><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:mtable columnalign="left left" rowspacing="2em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-86"><label>(B44-46)</label><mml:math id="mml-eqn-86" display="block"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="2em 2em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="2em 2em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="2em 2em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-87"><label>(B47-49)</label><mml:math id="mml-eqn-87" display="block"><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:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><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:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><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:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula>
</p>
<p>Case 2: If Node <italic>i</italic> is located at an intersection of non-smooth shells,</p>

<p><disp-formula id="eqn-88"><label>(B50)</label><mml:math id="mml-eqn-88" display="block"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></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:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="2em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-89"><label>(B51)</label><mml:math id="mml-eqn-89" display="block"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="2em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-105"><label>(52B)</label><mml:math id="mml-eqn-105" display="block"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><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:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></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:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><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:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
</disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-90"><label>(53B)</label><mml:math id="mml-eqn-90" display="block"><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:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></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:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</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:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>
<p>where</p>

<p><disp-formula id="eqn-91"><label>(B56)</label><mml:math id="mml-eqn-91" display="block"><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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-92"><label>(B57)</label><mml:math id="mml-eqn-92" display="block"><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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><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:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></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:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-93"><label>(B58)</label><mml:math id="mml-eqn-93" display="block"><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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></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:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-94"><label>(B59)</label><mml:math id="mml-eqn-94" display="block"><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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></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:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-95"><label>(B60)</label><mml:math id="mml-eqn-95" display="block"><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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-96"><label>(B61)</label><mml:math id="mml-eqn-96" display="block"><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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-97"><label>(B62)</label><mml:math id="mml-eqn-97" display="block"><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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></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:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-98"><label>(B63)</label><mml:math id="mml-eqn-98" display="block"><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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-99"><label>(B64)</label><mml:math id="mml-eqn-99" display="block"><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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-100"><label>(B65)</label><mml:math id="mml-eqn-100" display="block"><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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-101"><label>(B66)</label><mml:math id="mml-eqn-101" display="block"><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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-102"><label>(B67)</label><mml:math id="mml-eqn-102" display="block"><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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-103"><label>(B68)</label><mml:math id="mml-eqn-103" display="block"><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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></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:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><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>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>

<p><disp-formula id="eqn-104"><label>(B69)</label><mml:math id="mml-eqn-104" display="block"><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:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><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:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><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:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula>
</p>
</app>
</app-group>
</back>
</article>