Fractional Cattaneo Heat Equation in a Multilayer Elliptic Ring Membrane and its Thermal Stresses

Message:
Article Type:
Research/Original Article (دارای رتبه معتبر)
Abstract:

A fractional Cattaneo model from the generalized Cattaneo model with two fractional derivatives of different orders is considered for studying the thermoelastic response for a multilayer elliptic ring membrane with source function. The solution is obtained by applying an integral transform technique analogous to Vodicka's approach considering series expansion functions in terms of an eigenfunction to the generalized fractional Cattaneo-type heat conduction equation within an elliptic coordinates system. The analytical expressions of displacement and stress components employing Airy's stress function approach are investigated. The results are obtained as a series solution in terms of Mathieu functions and hold convergence test. The effects of fractional parameters on the temperature fields and their thermal stresses are also discussed. The findings are depicted graphically for different kinds of surface temperature gradients, and it is distinguished that the higher the fractional-order parameter, the higher the thermal response. Lastly, the generalized theory of thermoelasticity predicts an instantaneous response, but the fractional theory, which is currently under consideration, predicts a delayed response to physical stimuli, which is something that can be seen occurring in nature. This delayed response can be explained by the fact that fractional theories are currently being considered. This gives credibility to the motivation behind this topic of study in the research.

Language:
English
Published:
Journal of Solid Mechanics, Volume:15 Issue: 4, Autumn 2023
Pages:
428 to 439
https://www.magiran.com/p2728555  
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با ثبت ایمیلتان و پرداخت حق اشتراک سالانه به مبلغ 1,390,000ريال، بلافاصله متن این مقاله را دریافت کنید.اعتبار دانلود 70 مقاله نیز در حساب کاربری شما لحاظ خواهد شد.

پرداخت حق اشتراک به معنای پذیرش "شرایط خدمات" پایگاه مگیران از سوی شماست.

اگر مقاله ای از شما در مگیران نمایه شده، برای استفاده از اعتبار اهدایی سامانه نویسندگان با ایمیل منتشرشده ثبت نام کنید. ثبت نام

اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 70 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!