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The construction of effective relations for waves in a composite - 10/05/12

Doi : 10.1016/j.crme.2012.02.001 
John R. Willis
Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, Centre for Mathematical Sciences, Cambridge CB3 0WA, UK 

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Abstract

Implications of a recent general formulation for the effective dynamic response of a composite, in which “effective displacement” is defined as a weighted average, which could, for instance, be an average over the matrix material, are developed. A general formula is already known [J.R. Willis, Effective constitutive relations for waves in composites and metamaterials, Proc. R. Soc. A 467 (2011) 1865–1879], but it is expressed in terms of the Greenʼs function of the actual composite. A corresponding formula, expressed relative to a comparison medium, is developed here. The property of self-adjointness of the problem for the actual medium is transmitted to the corresponding problem for the “effective medium”. This permits, in the case of self-adjointness, variational characterizations of the effective response, both directly and in a formulation of “Hashin–Shtrikman” type relative to a comparison medium. The exposition is for waves in a viscoelastic composite but it applies equally to other physical examples, including electromagnetic waves.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Effective relations, Homogenization, Elastic waves, Metamaterials, Comparison medium


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Vol 340 - N° 4-5

P. 181-192 - avril 2012 Retour au numéro
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