Thermal stresses in a long cylinder under Gaussian-distributed heating in the framework of fractional thermoelasticity

Abstract

An axisymmetric problem for Gaussian-distributed heating of a lateral surface of an infinite cylinder is solved in the framework of fractional thermoelasticity based on the timefractional heat conduction equation with the Caputo derivative. The representation of stresses in terms of displacement potential and Love function is used to satisfy the boundary conditions on a surface of a cylinder. The results of numerical calculation are presented for different values of the order of fractional derivative and nondimensional time. Осесиметрична задача про гауссiв нагрiв бiчної поверхнi нескiнченного цилiндра розв’язується в межах дробової термопружностi, що базується на рiвняннi теплопровiдностi з дробовою похiдною Капуто по часу. Подання напружень через потенцiал перемiщення i функцiю Лява використано для задоволення граничних умов на поверхнi цилiндра. Результати обчислень поданi для рiзних значень порядку дробової похiдної i безвимiрного часу.