Многомерные и поверхностные солитоны в нелинейной упругой среде

Анотація

Исследованы нелинейные сдвиговые волны в двумерных системах (в частности, поверхностные волны) при учете пространственной дисперсии упругой среды. Показано, что дисперсия играет важную роль в структурной и модуляционной устойчивости нелинейных волн, в значительной мере определяет направления локализации фононов в нелинейной локализованной волне и, в частности, возможность существования упругих поверхностных солитонов. С помощью асимптотической процедуры найдены решения для малоамплитудных двумерных упругих сдвиговых однопараметрических солитонов стационарного профиля и солитонов огибающей, а также для поверхностных солитонов, локализованных вблизи идеальной поверхности упругого полупространства. Такие локализованные возбуждения возможны лишь в среде с "фокусирующей" (мягкой) нелинейностью и положительной дисперсией ¶²w/¶k² > 0, где w(k) - закон дисперсии линейных волн. Предложена процедура нахождения решений для поверхностных солитонов огибающей, локализованных у поверхности, покрытой слоем другого вещества. Проведено сравнение структуры поверхностных сдвиговых солитонов у идеальной поверхности и поверхности с пленочным покрытием.