Система интегро-дифференциальных уравнений электродинамики для квазистационарного электромагнитного поля в немагнитном проводящем теле под диэлектрическим слоем
Автор: Марвин С.В.
Журнал: Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика @vestnik-psu-mmi
Рубрика: Математика
Статья в выпуске: 3 (70), 2025 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрена начально-краевая задача для системы уравнений электродинамики в квазистационарном приближении применительно к немагнитному проводящему телу, находящемуся под слоем диэлектрика. Предполагается, что проводник и диэлектрик могут быть неоднородными по своим, соответственно, проводящим и диэлектрическим свойствам. Электромагнитное поле создается сторонним током, протекающим в ограниченной области, располагающейся в среде, внешней по отношению к проводнику и диэлектрическому слою; внешняя среда не обладает никакими электрическими и магнитными свойствами. На границах раздела сред предполагаются выполненными обычные условия сопряжения: тангенциальные компоненты напряженностей должны быть непрерывны; кроме того, на границах непроводящих сред должна быть непрерывна нормальная компонента электрической индукции. Начально-краевая задача рассмотрена в классической постановке: напряженности электрического и магнитного поля предполагаются гладкими функциями, удовлетворяющими уравнениям и граничным условиям в обычном (не обобщенном) смысле. При выполнении определенных условий, касающихся связности областей, занятых проводником, диэлектриком и сторонним током, а также гладкости границ этих областей, доказана единственность решения поставленной начально-краевой задачи. Также выполнен вывод системы интегро-дифференциальных уравнений, равносильной исследуемой начально-краевой задаче; ядра интегральных операторов этой системы имеют слабую особенность. Полученные результаты актуальны для задач вихретоковой дефектоскопии и толщинометрии.
Начальные условия, условия сопряжения, уравнения Максвелла, квазистационарное приближение, асимптотика, интегральный оператор, объемный потенциал, потенциал простого слоя
Короткий адрес: https://sciup.org/147252169
IDR: 147252169 | УДК: 517.968.73:537.8 | DOI: 10.17072/1993-0550-2025-3-15-30
An Integro-Differential Equations System for a Quasi-Stationary Electromagnetic Field in a Nonmagnetic Conductive Body Under a Dielectric Layer
An initial-boundary value problem for a system of the equations of electrodynam-ics in a quasi-stationary approximation is considered for the case of a nonmagnetic conductive body, which is covered with a dielectric layer. It is assumed, that the conductor and the die-lectric can be inhomogeneous in their conductive and dielectric properties, respectively. An electromagnetic field is induced by an external current, flowing in a limited area, located in a media, which external to the conductor and the dielectric layer; the external media has not any electrical and magnetic properties. At the boundaries of media, the usual conditions of conjugation must be satisfied: the tangential components of the tensions must be continuous; in addition, the normal component of the electrical induction must be continuous at the bound-aries between non-conductive media. The initial-boundary value problem is considered in the classical formulation: the tensions of the electric and magnetic fields mast be smooth func-tions, that satisfy equations and boundary conditions in the usual (not generalized) sense. Under certain assumption about the connectivity of the region with conductor, dielectric and foreign current, as well as the smoothness of the boundaries of these regions, the uniqueness of solution for the considered initial-boundary value problem is proved. Also a system of integro-differential equations, which equivalent to the considered initial-boundary value problem, is derived; kernels of integral operators in this system have a weak singularity. The results are interest for the problems of eddy current flaw detection and thickness measure-ment.