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Algumas limitações à aplicabilidade do método do raio na elastodinâmica

O método do raio descreve o comportamento assintótico do campo de onda para altas freqüências. Em geral, este comportamento não é uniforme em relação à distância da fonte ao ponto de observação. Isto significa que este método pode fornecer resultados errôneos caso a freqüência dominante não seja suficientemente alta para calcular o campo a grandes distâncias da fonte. Neste trabalho são apresentados dois exemplos envolvendo problemas simples de propagação de ondas elásticas, onde o método do raio encontrou a citada dificuldade de aplicação. Estes exemplos envolvem um meio homogêneo e outro de gradiente constante de velocidade, ambos sem interfaces e onde consideramos o campo sendo gerado por uma frente de onda inicial e não por uma fonte pontual. Para chegar a este resultado, aqui foi aplicado o seguinte critério de validade da teoria do raio: o valor absoluto da razão entre o segundo termo da série do raio e o primeiro deve ser menor que a unidade. Tal critério é sensível ao raio de curvatura da frente de onda inicial e distribuição de amplitudes (ou energia) ao longo deste. O pior caso se refere a frente de onda inicialmente planar e com distribuição irregular de amplitudes. Neste caso, o segundo termo cresce muito rápido, implicando em severas limitações para o uso do método do raio com relação a distância à fonte, caso a freqüência seja fixada, ou com respeito à freqüência, se esta distância for muito grande. O fenômeno de despolarização também é discutido nos dois exemplos.

Método do raio; Elastodinâmica; Validade da aproximação assintótica


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