مقدار ، بصورت زیر قابل بیان است.
(۳-۶۹)
که در این رابطه ، مختصات گرههای انتهایی و ، مختصات گرههای ابتدایی المان نامحدود در دستگاه مختصات کلی هستند. یرلی اشاره کرده است که در مسائل شامل حیطه نامحدود، اغلب مختصات گرههای انتهایی را دو برابر گرههای ابتدایی در نظر میگیرند. یعنی برای هر مسئله طبق این تعریف مقدار این ضریب حاصل می شود. در این پایان نامه، جهت ارزیابی صحت برنامه نوشته شده، حل مسئلهای با حل شبه تحلیلی آن مقایسه شد و از همین ضریب ، نیز جهت مقایسه جوابها استفاده شد. نتایج قابل قبولی ارائه شده است که در فصل بعدی به آن میپردازیم. ولی علیرغم جوابهای درست، این پارامتر هنوز تا حدی تقریبی است. چرا که اصلاً ارتباطی با انواع امواج در این رابطه دیده نمی شود. این موضوع جلوتر بیشتر بحث خواهد شد.
روش دوم:
(Zhang & Zhao, (1987 در اولین مطالعه خود مقدار دقیقی را برای این رابطه ارائه نکرده اند. برای تعیین ضریب ، میتوان از تئوری امواج الاستیک استفاده کرد. اگر مطابق
شکل ۳-۹، یک نیم صفحه همگن و همسانگرد را تحت بار هارمونیک در نظر بگیریم و فرض کنیم که هیچ اتلاف انرژی در محیط الاستیک وجود نداشته باشد، انرژی کل موج گذرنده از استوانه به شعاع ، باید با برابر مقدار آن در ، باشد (Zhao, 2009).
شکل ۳-۹ استهلاک دامنه امواج هارمونیک در محیط بینهایت (Zhao, 2009)
از دیدگاه فیزیکی، مقدار جریان انرژی امواج هارمونیک در محیط الاستیک در فرم معادله زیر قابل بیان است.
(۳-۷۰)
که ، ضریبی است مربوط به خصوصیات مصالح محیط؛ ، فرکانس زاویهای تحریک بوده و در نهایت ، دامنه جابجایی موج الاستیک است.
مطابق شکل ۳-۹ در جهت وجه بینهایت المان نامحدود، گرههای یک و چهار به ترتیب
و ، هستند. اگر یک المان نامحدود را بین دو استوانه با شعاعهای و ، در نیم صفحه همگن و همسانگرد در نظر بگیریم، دامنه جابجایی موج هارمونیک در گره اول بصورت زیر قابل بیان است.
(۳-۷۱)
که ، جابجایی گره اول است.
بطور مشابه دامنه جابجایی موج هارمونیک در گره چهار بصورت زیر قابل بیان است.
(۳-۷۲)
بنابراین، تراکم جریان انرژی موج هارمونیک گذرنده از دو سطح استوانهای به شرح زیر قابل بیان است.
روی سطح برای گره یک
روی سطح برای گره چهار
اگر شرط تساوی برای انرژی موج گذرنده از دو سطح استوانهای را در نظر بگیریم، خواهیم داشت.
(۳-۷۳)
با جاگذاری مقادیر و در رابطه بالا، ضریب استهلاک دامنه موج به صورت زیر قابل بیان است.
(۳-۷۴)
از آنجایی که سطح المان محدود و المان نامحدود، در مدلهای محاسباتی دقیقاً به صورت استوانهای نیست، به منظور استفاده بهتر از این رابطه جهت مدلهای رفتاری، رابطه ۳-۷۴ را به صورت زیر تقریب میزنیم.
(۳-۷۵)
که ، طول ناحیه المان محدود و فاصله بین گرههای ابتدایی و انتهایی المان نامحدود است. دو رابطه آخر، تأثیر انتخاب محل مرز حوزه نزدیک و حوزه دور در مدل محاسباتی، بر ضریب استهلاک دامنه موج را نشان میدهد.
تا اینجا دو روش برای تعیین ضریب ، بررسی شد. دو روش تقریباً مبنای ریاضی یکسانی داشتند. همانطور که ملاحظه شد، در این دو روش، مقدار ضریب ، فقط متأثر از هندسه مسئله و شکل المانهای نامحدود بود. به نظر میرسد نحوه استهلاک امواج مختلف نیز در تعیین این پارامتر نقش داشته باشند، که در ادامه به آن میپردازیم.
روش سوم: