<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Mater.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Materials</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Mater.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-8016</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">1193423</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fmats.2023.1193423</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Materials</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Photothermal excitation in non-local semiconductor materials with variable moisture thermal conductivity according to moisture diffusivity</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">El-Sapa et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3389/fmats.2023.1193423">10.3389/fmats.2023.1193423</ext-link>
</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>El-Sapa</surname>
<given-names>Shreen</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2264579/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>El-Bary</surname>
<given-names>Alaa A.</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff3">
<sup>3</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff4">
<sup>4</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1455025/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Chtioui</surname>
<given-names>Houda</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff5">
<sup>5</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Becheikh</surname>
<given-names>Nidhal</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff6">
<sup>6</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Lotfy</surname>
<given-names>Khaled</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff7">
<sup>7</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff8">
<sup>8</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1720870/overview"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>Department of Mathematical Sciences</institution>, <institution>College of Science</institution>, <institution>Princess Nourah bint Abdulrahman University</institution>, <addr-line>Riyadh</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>Arab Academy for Science</institution>, <institution>Technology and Maritime Transport</institution>, <addr-line>Alexandria</addr-line>, <country>Egypt</country>
</aff>
<aff id="aff3">
<sup>3</sup>
<institution>National Committee for Mathematics</institution>, <institution>Academy of Scientific Research and Technology</institution>, <addr-line>Cairo</addr-line>, <country>Egypt</country>
</aff>
<aff id="aff4">
<sup>4</sup>
<institution>Council of Future Studies and Risk Management</institution>, <institution>Academy of Scientific Research and Technology</institution>, <addr-line>Cairo</addr-line>, <country>Egypt</country>
</aff>
<aff id="aff5">
<sup>5</sup>
<institution>Department of Physics</institution>, <institution>Faculty of Sciences</institution>, <institution>University of Monastir</institution>, <addr-line>Monastir</addr-line>, <country>Tunisia</country>
</aff>
<aff id="aff6">
<sup>6</sup>
<institution>College of Engineering</institution>, <institution>Northern Border University (NBU)</institution>, <addr-line>Arar</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country>
</aff>
<aff id="aff7">
<institution>
<sup>7</sup>
</institution>
<institution>Department of Mathematics</institution>, <institution>Faculty of Science</institution>, <institution>Zagazig University</institution>, <addr-line>Zagazig</addr-line>, <country>Egypt</country>
</aff>
<aff id="aff8">
<sup>8</sup>
<institution>Department of Mathematics</institution>, <institution>Faculty of Science</institution>, <institution>Taibah University</institution>, <addr-line>Madinah</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/59896/overview">Karin Larsson</ext-link>, Uppsala University, Sweden</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1968323/overview">P. J. Wei</ext-link>, University of Science and Technology Beijing, China</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1921870/overview">Ziqi Yu</ext-link>, Toyota Research Institute of North America, United States</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1842237/overview">Abdulkafi Mohammed Saeed</ext-link>, Qassim University, Saudi Arabia</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Nidhal Becheikh, <email>nidhal.becheikh@nbu.edu.sa</email>; Khaled Lotfy, <email>khlotfy@zu.edu.eg</email>
</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>07</day>
<month>06</month>
<year>2023</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2023</year>
</pub-date>
<volume>10</volume>
<elocation-id>1193423</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>24</day>
<month>03</month>
<year>2023</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>24</day>
<month>05</month>
<year>2023</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2023 El-Sapa, El-Bary, Chtioui, Becheikh and Lotfy.</copyright-statement>
<copyright-year>2023</copyright-year>
<copyright-holder>El-Sapa, El-Bary, Chtioui, Becheikh and Lotfy</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>In this work, a new model is described for the case of interference between thermal, plasma and elastic waves in a non-local excited semiconductor medium. The governing equations have been put under the influence of moisture diffusion in one dimension (1D) when the moisture thermal conductivity of the non-local medium is taken in variable form. Linear transformations were used to describe the dimensionless model. The photo-thermoelasticity theory according to moisture diffusivity was applied to describe the governing equations using Laplace transforms to obtain analytical solutions. In the time domain, complete solutions are obtained linearly when the conditions are applied (thermal ramp type and non-Gaussian plasma shock) to the surface through numerical methods of inverse Laplace transforms. Numerical simulation is used to display the basic physical quantities under study graphically. The current research has yielded several specific examples of great significance. Many comparisons are made under the influence of fundamental physical variables such as relaxation times, variable thermal conductivity, non-local parameters, and reference moisture parameters through graphing and describing them theoretically.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>photothermal theory</kwd>
<kwd>non-local semiconductor</kwd>
<kwd>moisture diffusivity</kwd>
<kwd>thermal conductivity</kwd>
<kwd>thermal ramp</kwd>
<kwd>silicon</kwd>
</kwd-group>
<contract-num rid="cn001">PNURSP 2023R154</contract-num>
<contract-sponsor id="cn001">Deanship of Scientific Research, Princess Nourah Bint Abdulrahman University<named-content content-type="fundref-id">10.13039/501100022230</named-content>
</contract-sponsor>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>research-article</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>The combination of the &#x201c;electronic deformation&#x201d; in the semiconducting medium, based on the photogeneration theory in the crystal lattice, and the &#x201c;thermoelastic mechanism&#x201d; owing to the integral photothermal process characterizes an important thermoelastic fact. When atoms are perturbed, they migrate from a high-density to a low-density area. The mechanical defects and internal strains make this form of transportation conceivable. When temperatures climb to the point where materials begin to melt, atomic spacing increases. In a similar vein, moisture transfer takes place when an existing concentration gradient forms as a result of the presence of unequal amounts of moisture. Temperature and humidity levels of the substance change depending on location and time. In this respect, the theories of heat transmission and moisture transfer are essentially identical. Mechanically applied stressors have the potential to significantly alter the distribution of temperature and moisture. That&#x2019;s why it is important to determine exactly how mechanical deformation relates to diffusion due to changes in humidity and temperature. Many practical engineering problems involve the interplay of moisture, heat, and deformation. When heat and moisture act on solids, a phenomenon known as hygrothermoelasticity takes place. <xref ref-type="bibr" rid="B34">Szekeres (2000)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B35">Szekeres (2012)</xref> examined how generalized heat transmission is affected by moisture. It has been suggested by <xref ref-type="bibr" rid="B11">Gasch et al. (2016)</xref> that changes in humidity and temperature could do more damage than mechanical loadings. Using a fundamental comparison between heat and moisture, (<xref ref-type="bibr" rid="B36">Szekeres and Engelbrecht, 2000</xref>) formulated equations governing coupled hygrothermoelasticity.</p>
<p>Photothermal (PT) analysis of semiconductor materials&#x2019; thermal and electrical properties has grown in popularity. Semiconductors, used in sensors, solar cells, and advanced medical devices, have been extensively studied. Most renewable energy generation requires semiconductor knowledge. Semiconductors are dielectric and non-conductive. When optical energy activates semiconductor surface holes and electrons, electronic deformation occurs. The optical energy of light accelerates excited electrons to the surface, creating an electron cloud-like convective density or plasma waves. Photo-excitation and heat effect cause thermoelastic deformation. Thus, semiconductors are studied using thermoelasticity and photothermal theories. Numerous authors have developed novel methods to study photoacoustic spectroscopy&#x2019;s sensitivity when a laser beam hits a semiconductor sample (<xref ref-type="bibr" rid="B12">Gordon et al., 1964</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B21">Kreuzer, 1971</xref>). Photothermal approaches in several physical tests verified the nano-composite semiconductor materials&#x2019; real temperatures, inner displacements, thermal diffusion, and other electrical properties (<xref ref-type="bibr" rid="B39">Tam, 1983</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B37">Tam, 1986</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B38">Tam, 1989</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B40">Todorovic et al., 1999</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B33">Song et al., 2010</xref>). Photo-excitation directly affects electronic deformation by causing elastic oscillations in the material&#x2019;s internal structures. <xref ref-type="bibr" rid="B16">Hobiny and Abbas (2016)</xref> studied photothermal waves in an unbounded medium using a semiconductor-filled cylindrical cavity. Two-temperature theory and strain-stresses in a semiconducting material under photothermal waves with hydrostatic starting stress are problematic (<xref ref-type="bibr" rid="B1">Abo-dahab and Lotfy, 2017</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B25">Lotfy, 2017</xref>). <xref ref-type="bibr" rid="B27">Lotfy (2016)</xref> applied the photo-thermoelasticity hypothesis to semiconductor media thermal-plasma-elastic waves under a magnetic field and rotation.</p>
<p>Alterations to a material&#x2019;s mechanical and thermal characteristics are often seen after a temperature change. The influence of the temperature gradient has been taken into consideration by several researchers after being ignored in previous studies of the expanded theory of thermoelasticity (<xref ref-type="bibr" rid="B14">Hasselman and Heller, 1980a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B43">Youssef and Abbas, 2007a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B2">Abouelregal and Marin, 2020</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B28">Marin et al., 2020</xref>). It is crucial to consider how temperature affects material characteristics (<xref ref-type="bibr" rid="B29">Marin et al., 2015</xref>) because the qualities of a material cannot be considered to have constant values under the effect of temperature change. The thermoelasticity theory emerged from discussions of coupled and uncoupled theories, both of which conflict with physical experiments. <xref ref-type="bibr" rid="B5">Biot (1956)</xref> introduced the unique hypothesis of linked thermoelasticity, which explained the anomaly. Infinite-speed thermal wave propagation was investigated using the CD theory. <xref ref-type="bibr" rid="B23">Lord and Shulman (1967)</xref> (LS) introduced a new concept when the heat equation was still in its infancy, by adding one relaxation period. Two relaxation periods were included in the heat conduction equation by <xref ref-type="bibr" rid="B13">Green and Lindsay (1972)</xref> (GL). The generalized thermoelasticity theory (GL) has been used by several writers (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Chandrasekharaiah, 1986</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B18">Hosseini et al., 2013</xref>). Applications of the extended thermoelasticity theory including the interaction of thermal waves, electromagnetic fields, and mechanical waves in a thermoelastic solid medium are many.</p>
<p>
<xref ref-type="bibr" rid="B9">Eringen (1972)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B8">Eringen and Edelen (1972)</xref> found that strain is defined as the gradient of the inner products of non-local deformations on non-local and local continuum components. This is a logical conclusion of the continuum theory of physics. Non-local thermoelastic theory (<xref ref-type="bibr" rid="B8">Eringen and Edelen, 1972</xref>) bridges the theoretical gap between the lattice-building theory and the classical continuum hypothesis. The classical continuum hypothesis allows for the investigation of constitutive relations between the atomic structure of lattices and the propagation of phonons. According to photomechanical waves and a moisture diffusivity process, (<xref ref-type="bibr" rid="B3">Alhashash et al., 2022</xref>) investigated the two-temperature thermoelasticity theory of a semiconductor model.</p>
<p>Physical characteristics of materials have been shown to depend on the temperature in recent studies. Deformation and thermo-mechanical behavior are both affected by the temperature dependency of these materials. The temperature-dependent thermal conductivity has a greater impact on thermal and mechanical behavior. Therefore, the thermal stress analysis is affected by the varying thermal conductivity. A thermoelastic hollow cylinder was an issue that Suhara investigated around the turn of the last century. Since then, several elastic and inelastic media issues have included the medium&#x2019;s temperature-dependent physical features (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Hasselman and Heller, 1980b</xref>). <xref ref-type="bibr" rid="B45">Youssef (2005)</xref> used the state-space technique to the solution of the generalized thermoelasticity issue involving a spherical cavity where the thermal conductivity is temperature-dependent under ramp-type heating. <xref ref-type="bibr" rid="B44">Youssef and El-Bary (2006)</xref> have included variable thermal conductivity in the generalized thermoelasticity with thermal shock layers. <xref ref-type="bibr" rid="B42">Youssef and Abbas (2007b)</xref> have solved the generalized thermoelasticity issue for an infinitely long annular cylinder with variable thermal conductivity. Nano-energy uses rely heavily on the effects of size. For the first time, a new gradient theory is presented to characterize the nonlocal equation of motion (elastic nonlocality) in nano-scale materials during the coupled between electrons and thermoelastic fields (<xref ref-type="bibr" rid="B4">Allen, 2014</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B20">Khamis et al., 2021</xref>). On the other hand, the nanoscale systems are very complex, therefore, we contented ourselves with studying the non-local equation of motion only.</p>
<p>In this research, the moisture diffusivity property is used to study the wave propagation in a non-local semiconductor medium with photo-thermoelasticity. The work is investigated in one dimension (1D) while a photothermal transport process is going on, affected by specific mechanical forces and the diffusivity upon being hit by a non-Gaussian laser pulse. The problem has been addressed at the free surface of a non-local semiconducting material when the thermal conductivity of the medium depends on the heat. By applying Laplace transforms to the time variable, the governing equations for the most important fundamental physical quantities may be solved analytically. Numerical inversion is carried out on a computer using powerful and efficient software. As a final step, normal force stress, normal displacement, carrier density, temperature distribution, and moisture concentration were all calculated numerically with the different values of thermal memory, thermal conductivity, moisture reference and nonlocality parameters.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 The main equations</title>
<p>The carrier density <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m1">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (optoelectronic), moisture concentration <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m2">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, temperature change <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and displacement distribution <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are all used to describe the novel model developed in this study (<inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the position and <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the time). The non-local medium&#x2019;s plasma-thermal-elastic wave equations interact with the moisture diffusion equations when the thermal conductivity is variable in the following tensor form (<xref ref-type="bibr" rid="B32">Sladek et al., 2020</xref>):<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m7">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The non-local motion equation for diffusivity semiconductor medium may be written as:<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m10">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2207;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The nonlocal elastic parameter in length is denoted by <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m11">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The strain in terms of displacement takes the form:<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m12">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The stress equation in terms of plasma, temperature, strain and moisture concentration can be written as follows:<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2207;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>In all equations in this work a &#x201c;comma&#x201d; before an index implies space-differentiation and a &#x201c;dot&#x201d; above a symbol refers to the time-differentiation.</p>
<p>Take into account the moisture thermal conductivity, which is variable and may be chosen as a linear function of temperature. Non-local semiconductor material&#x2019;s changing moisture thermal conductivity under the effect of a light heat source is represented as a function of temperature as shown in (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Hasselman and Heller, 1980b</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B3">Alhashash et al., 2022</xref>):<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>When the medium is independent of temperature, the constant thermal conductivity (reference) is <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents a negative small parameter. The integral form of thermal conductivity may be derived using the Kirchhoff transform to convert the nonlinear temperature components into linear ones (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Hasselman and Heller, 1980b</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B3">Alhashash et al., 2022</xref>):<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m17">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Considering that the values of all physical quantities are unrelated to the <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-coordinates, all studies are performed along the <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-axis (the direction of wave propagation is along the <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-axis). The main Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">1</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref> involving the physical variables may be recast in 1D as follows (<xref ref-type="bibr" rid="B14">Hasselman and Heller, 1980a</xref>):<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The motion Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref> has the following structure (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Hasselman and Heller, 1980b</xref>):<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Where <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Several methods of differentiation provide Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">7</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e8">8</xref> for the map transform, which may be used to the fundamental equations to derive the thermal conductivity, which is a variable in the original computations, as:<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m25">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Using the same technique, the time-differentiating from the first order for diffusivity is:<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x39c;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>As a result applying the map transform to Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">1</xref>, which <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> may act on both sides, yields:<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The last term in the first half of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> in the preceding equation may be extended as follows if the non-linear components are disregarded:<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Leibniz integral rule is applied to Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref>, which yields:<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Rewriting the heat Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">2</xref> and moisture diffusion Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e3">3</xref> after using the map transform yields the following:<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e17">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(17)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>According to the map transform, the equation of motion (4) takes the form:<disp-formula id="e18">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(18)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>With neglecting the non-linear term, yields:<disp-formula id="e19">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(19)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>According to relation (19), the mapped motion Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e18">18</xref> can be rewritten as:<disp-formula id="e20">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(20)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>On the other hand, the constitutive equation for the non-local medium can be rewritten in 1D as:<disp-formula id="e21">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(21)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Mathematical formulation</title>
<p>The following are additional non-dimensional values we may provide for use in simplifying expressions:<disp-formula id="e22">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(22)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Using the dimensionless Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e22">22</xref>, the mapped Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">15</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e17">17</xref> and Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="e20">20</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e21">21</xref> can be reduced in the following form:<disp-formula id="e23">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(23)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e24">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(24)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e25">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(25)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e26">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(26)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e27">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>9</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(27)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Where<disp-formula id="equ1">
<mml:math id="m43">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>9</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>To aid in finding a mathematical solution when the system is initially at rest, below are the initial conditions:<disp-formula id="e28">
<mml:math id="m44">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(28)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 The solution to the problem</title>
<p>To simplify the definition of partial differential equations, the Laplace transform is used, which is defined as:<disp-formula id="e29">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a7;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(29)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e29">29</xref> is used to convert Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="e23">23</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e27">27</xref> as follows:<disp-formula id="e30">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(30)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e31">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(31)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e32">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(32)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e33">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(33)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e34">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>9</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(34)</label>
</disp-formula>where, <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m53">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m54">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m59">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Eliminating technique is used for the quantities <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> using Mathematica softwear; yields<disp-formula id="e35">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(35)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>By conducting calculations using computer programs such as Mathematica, the basic coefficients can be calculated in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e35">35</xref>, whose values are deduced as follows:<disp-formula id="e36">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="double-struck">&#x2118;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="double-struck">&#x2118;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="double-struck">&#x2118;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="double-struck">&#x2118;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(36)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e35">35</xref> can be solved using the factorization method, which yields:<disp-formula id="e37">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(37)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>To acquire roots in the positive real part at <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, substitute <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3,4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Since this is a linear problem, the solution to Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e37">37</xref> takes the form below.<disp-formula id="e38">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(38)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>It is possible to express the solutions in terms of the other variables as follows:<disp-formula id="e39">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(39)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e40">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(40)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e41">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2034;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(41)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e42">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(42)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The quantities <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m74">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m75">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2034;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the unknown parameters. The following relationship exists between the unknown parameters and may be determined using the basic Eqs <xref ref-type="disp-formula" rid="e30">30</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e34">34</xref>:<disp-formula id="equ2">
<mml:math id="m76">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">Q</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>9</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s5">
<title>5 Boundary conditions</title>
<p>Assume that the elastic non-local semiconductor medium is exposed to thermal loads of the thermal ramp type under conditions of heat, plasma, and mechanical loading. These conditions are applied to the free outside surface of the non-local medium. In every scenario, Laplace transformations are used (<xref ref-type="bibr" rid="B41">Vlase et al., 2017</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B32">Sladek et al., 2020</xref>).<list list-type="simple">
<list-item>
<p>(I) Type ramp heating is used for the thermal boundary condition at <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m77">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which may be expressed according to the thermal excitation function <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m78">
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> :</p>
</list-item>
</list>
<disp-formula id="e43">
<mml:math id="m79">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(43)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The time of pulse heat flux is <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.001</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, Equation <xref ref-type="disp-formula" rid="e43">43</xref> is solved by the use of Laplace transforms and the attribute of being dimensionless, whereby:<disp-formula id="e44">
<mml:math id="m81">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(44)</label>
</disp-formula>
<list list-type="simple">
<list-item>
<p>(II) A mechanical load is applied to the surface at <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m82">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This means that for a generalized non-local photo-thermoelastic medium with an orthotropic boundary, the boundary conditions are provided according to a given hydrostatic initial stress function <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m83">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by:</p>
</list-item>
</list>
<disp-formula id="e45">
<mml:math id="m84">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(45)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Laplace transformation is used, which yields:<disp-formula id="e46">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>9</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(46)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>(III) During the diffusion phase, the carriers&#x2019; plasma density, which can be quantified with the help of the plasma excitation function <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, may reach the sample&#x2019;s surface at <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> due to the low chance of recombination. In this case, it is assumed that a laser excitation is supplied to a non-local semiconductor surface in the form of a non-Gaussian plasma shock loading as:<disp-formula id="e47">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(47)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Maximum plasma shock loading caused by a laser pulse occurs at a time <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m89">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, denoted by <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. According to Laplace transform, yields:<disp-formula id="e48">
<mml:math id="m91">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(48)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>(&#x2163;) The boundary condition for displacement on the free surface at <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is:<disp-formula id="e49">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(49)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Or:<disp-formula id="e50">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(50)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>To obtain the relation between the temperature <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the mapped temperature <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m96">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, using the map and integral Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">7</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e8">8</xref>, yields:<disp-formula id="e51">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(51)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e52">
<mml:math id="m98">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(52)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>In the same way, moisture diffusivity can be obtained.</p>
</sec>
<sec id="s6">
<title>6 Inversion of the laplace transforms</title>
<p>The inverse Laplace-transform is calculated using the Riemann-sum approximation method; [see ref. (<xref ref-type="bibr" rid="B17">Honig and Hirdes, 1984</xref>)] for additional information. Therefore, the following expressions may be used to derive the field&#x2019;s time-domain variables based on Fourier series expansion. For a Laplace-domain function <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m99">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the transfer to the time domain looks like this:<disp-formula id="e53">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(53)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x39c;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x39c;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). Consequently, the equation with its variables changed around may be expressed as:<disp-formula id="e54">
<mml:math id="m103">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(54)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The following relationship may be found by expanding for the function <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m104">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in the closed interval <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m105">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> using the Fourier series:<disp-formula id="e55">
<mml:math id="m106">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">R</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(55)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Where <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m107">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m108">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> indicate the imaginary number unit and the real component, respectively, adequate <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> stands for the number of terms in the equation. The value of the parameter <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> may be determined based on the instructions in (<xref ref-type="bibr" rid="B17">Honig and Hirdes, 1984</xref>). Because of this, a method known as numerical inversion of the Laplace transform (NILT) is used (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Brancik, 1999</xref>). This approach is based on the quick Fourier transform.</p>
</sec>
<sec sec-type="results|discussion" id="s7">
<title>7 Numerical results and discussions</title>
<p>To further demonstrate the theoretical findings from the preceding part, we will now provide numerical data. Numerical values of physical characteristics such as thermal, displacement, plasma, moisture concentration, and the normal distribution of stress obtained from this problem under the impact of variable thermal conductivity over a short time may now be graphically represented in MATLAB for the researched physical fields. In the theoretical investigation, n-type silicon (Si) acts as the non-local semiconductor solid material in the device. <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> uses SI units for the following Si physical parameters: (<xref ref-type="bibr" rid="B24">Lotfy et al., 2017</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B10">Ezzat, 2020</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B30">Mondal and Sur, 2021</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B47">Zhao et al., 2022a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B46">Zhao et al., 2022b</xref>).</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>physical constants of Si material.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="center">Name (unit)</th>
<th align="center">Symbol</th>
<th align="center">Value</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">Lam&#xe9;&#x27;s constants (<inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m112">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m113">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:mn>6.4</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m115">
<mml:mrow>
<mml:mn>6.5</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Density (<inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m116">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m117">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:mn>2330</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Absolute temperature (<inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m119">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m121">
<mml:mrow>
<mml:mn>800</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">The photogenerated Carrier lifetime (<inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m122">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m124">
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">The carrier diffusion coefficient (<inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m127">
<mml:mrow>
<mml:mn>2.5</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">the coefficient of electronic deformation (<inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m129">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m130">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>9</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>31</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">The energy gap (<inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m133">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">The coefficient of linear thermal expansion (<inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m136">
<mml:mrow>
<mml:mn>4.14</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">The thermal conductivity of the sample (<inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:mn>150</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Specific heat at constant strain (<inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:mi>J</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m141">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:mn>695</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">The recombination velocities (<inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Temperature diffusivity</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m146">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="2" align="center">The coupled diffusivities <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m148">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>%</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>%</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m149">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m150">
<mml:mrow>
<mml:mn>2.1</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.648</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">References moisture</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m154">
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mo>%</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">The diffusion constants of moisture (<inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m155">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m156">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.35</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">The moisture thermodiffusion constant (<inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m158">
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>%</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m159">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m160">
<mml:mrow>
<mml:mn>2.68</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">The moisture diffusivity <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m161">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m162">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m163">
<mml:mrow>
<mml:mn>2.2</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<sec id="s7-1">
<title>7.1 The impact of thermal relaxation times</title>
<p>Three thermoelasticity models with various relaxation times are analyzed in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1A&#x2013;D</xref> (the first group). When <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m164">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the first model illustrates coupled thermoelasticity (CT) theory. It would seem that the Lord and Shulman (LS) model enters the central equations at <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m165">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Lastly, when we put <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m166">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.0002</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.0003</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> &#x3d; 0, we see the dual phase lag (DPL) model. The principal physical fields are shown against the horizontal distance in the range <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m167">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in this figure, with the effect of moisture diffusivity at a reference moisture of <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m168">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn>
<mml:mo>%</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, variable thermal conductivity when <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m169">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.06</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and laser pulses for Si material at a non-local parameter value of <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m170">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="bibr" rid="B31">Scutaru et al., 2020</xref>). Because of photo-excitation according to the ramp type heating, laser shock, and moisture diffusivity, both the temperature (thermal wave) and carrier density (plasma wave) distributions begin with positive values near the surface and steadily grow in the first range, reaching their highest values close to the surface. This is because, when subjected to laser pulses, they meet the necessary temperature and recombination conditions. At greater distances from the surface, however, both distributions (thermal and plasma waves) gradually decrease with exponential behavior to approach the minimum value. Each distribution eventually converges on the zero line, attaining a steady state, as the distance between them grows with increasing depth into the semiconductor material. The temperature and plasma distributions shown here are in agreement with the experimental data from <xref ref-type="bibr" rid="B22">Liu et al. (2022)</xref>. Distance-dependent moisture concentration (moisture wave <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m171">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) is seen in the second subfigure. The surface requirement is met and the distribution of moisture concentration starts at zero in all three model circumstances. However, due to the influence of laser pulses and thermal shock ramp type on the surface, the distribution of moisture exhibits wavelike behavior, beginning with a very gradual rise near the surface and reaching a maximum value before beginning to fall until reaching an absolute minimum value. As the distribution moves deeper from the surface, it alternates between periods of growth and decay until the wave dies out deep inside the non-local semiconducting material and equilibrium is reached. The third subfigure demonstrates, following different thermoelastic models, how the mechanical load creates the amplitude of the mechanical force <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m172">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (stress distribution) with an increase in the value of the distance. By applying a mechanical load to the surface, the mechanical distribution begins with a maximum positive value, as shown in this subfigure, and then declines progressively until it approaches the absolute minimum value. In response to the nonlocality effect, the wave propagation initially increases as one moves away from the surface, reaching a maximum value before gradually decreasing and increasing cyclically, taking on a wave behavior, and eventually disappearing altogether as one furthers from the surface to achieve mechanical equilibrium (<xref ref-type="bibr" rid="B3">Alhashash et al., 2022</xref>).</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>
<bold>(A&#x2013;D)</bold> The wave propagation of the physical fields distribution against the distance according to the variation of thermal relaxation times under the effect of variable thermal conductivity and moisture field for non-local Si material.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fmats-10-1193423-g001.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s7-2">
<title>7.2 Impact of reference moisture</title>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2A&#x2013;D</xref> (the second category) presents a representation of the physical quantities plotted against a horizontal distance and accompanied by several reference moisture constant values. Under the impact of laser pulses and variable thermal conductivity <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m173">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.06</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, all computations are carried out using the DPL model for non-local silicon (Si) material. <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref> (the second category) illustrates the variation of the physical fields associated with the distance about three different scenarios of reference moisture <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m174">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>: (<inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m175">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mo>%</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m176">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn>
<mml:mo>%</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m177">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn>
<mml:mo>%</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). This graphic makes it clear how the behavior of wave propagation varies depending on factors such as the concentration of moisture, the stress force, the temperature distributions, and the carrier density distribution. The wave distribution of the major quantities follows essentially the same behavior as shown in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>, as seen in this figure; however, the distribution varies depending on the value of the reference moisture. This is something that we notice after looking at this figure.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>
<bold>(A&#x2013;D)</bold> The wave propagation of the physical fields distribution against the distance according to the different values the reference moisture <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m178">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> under the influence of the DPL model and variable thermal conductivity for the non-local Si material.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fmats-10-1193423-g002.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s7-3">
<title>7.3 The effect of the variable thermal conductivity</title>
<p>According to the kind of thermal ramp and the three constant values of <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m179">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3A&#x2013;D</xref> depicts the changes in the thermal, moisture, stress, and plasma distributions with distance for dimensionless time constants (<inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m180">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.004</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) and moisture reference <inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m181">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mmultiscripts>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:none/>
</mml:mmultiscripts>
<mml:mn>30</mml:mn>
<mml:mo>%</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. These three numbers <inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m182">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m183">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.03</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m184">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.06</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, are constants. On the non-local model, we are now attempting to explain physical domain variables. According to DPL theory, the principal physical fields of the constant value of <inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m185">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> being investigated, but the other two values <inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m186">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.03</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m187">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.06</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are entirely differently described (when the non-local medium is temperature dependent). Under the impact of various values of the variable thermal conductivity, the fluctuation of the physical field variables varies. We may therefore conclude that changes in the variable thermal conductivity, particularly when it is heat dependent, have an impact on the characteristics of all physical field variables (<xref ref-type="bibr" rid="B26">Lotfy and Tantawi, 2020</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B19">Huang et al., 2021</xref>).</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>
<bold>(A&#x2013;D)</bold> The wave propagation of the physical fields distribution against the distance according to the variation of thermal conductivity under the effect of moisture field for non-local Si material using the DPL model.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fmats-10-1193423-g003.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s7-4">
<title>7.4 The comparison according to the nonlocallty paramter</title>
<p>At a constant value of time (<inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m188">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.004</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>), <inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m189">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.06</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m190">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn>
<mml:mo>%</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the two fixed values of nonlocal parameters (<inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m191">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m192">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>), the distributions of physical field variables such as temperature, moisture, mechanical, and plasma are shown in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4A&#x2013;D</xref>. At <inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m193">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the basic physical wave distributions have been well-defined. In virtually all cases, the absolute value of these field variables is close to zero. At this value of the non-local parameter, the bending of these field variables becomes quite large. To be more specific, the nonlocality parameter has a profound impact on the primary physical distributions.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>
<bold>(A&#x2013;D)</bold> The wave propagation of the physical field distribution against the distance according to the local and non-local parameters under the effect of variable thermal conductivity and moisture field for Si material.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fmats-10-1193423-g004.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="conclusion" id="s8">
<title>8 Conclusion</title>
<p>In this study, we investigate how several external conditions, such as ramp-type heating, laser shock, moisture, and mechanical forces, might affect the propagation of photothermal-elastic waves in a solid non-local semiconducting medium. Electron-elastic deformations ignite elastic waves inside the non-local semiconductor, resulting in a fluctuating deformation potential. One may get the 1D case now. There is hope that the photo-thermoelasticity theories may focus attention on the peculiarities of wave motion in non-local semiconductor media. Considerable graphical analysis has been performed to investigate the significance of thermal memory, the variable thermal conductivity effect, nonlocality, and the moisture reference. As a result of its clarity and precision, the photothermal theory may be used to explain de-excitation in materials and the absorption of light. The plots show that the thermal memory, thermal conductivity, moisture content, and nonlocality of the medium have a major impact on all the considered domains. The research might help scientists learn more about how waves behave in a wide range of environments and temperatures. There is a clear correlation between the thermal conductivity, moisture content, and nonlocality of the field quantities, as the amplitude of these values varies (increasing or decreasing) with the thermal memory. Recent research has shown that semiconductors may be utilized to convert solar energy into electricity while also withstanding exposure to laser pulses, demonstrating the vital role that semiconductors play in today&#x2019;s cutting-edge technologies. Modern technology relies heavily on semiconductors in a variety of devices, such as solar cells, displays, and transistors. Several fields of mechanical and electrical engineering employ them as nanomaterials. Thermomechanical, sensor, resonator, medical, and accelerometer researchers should all be able to make use of the study&#x2019;s findings in their own ongoing and future investigations. At the opposite end of the spectrum, microwave and radio frequency emitters make it possible for people to communicate wirelessly. Visible and infrared diode lasers are at the center of the information technology industry. The method presented here has potential application to a wide range of photo-thermoelasticity and thermodynamic issues.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s9">
<title>Data availability statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/Supplementary Material, further inquiries can be directed to the corresponding authors.</p>
</sec>
<sec id="s10">
<title>Author contributions</title>
<p>KL: Supervision, conceptualization, methodology, software, data curation. SE-S: Writing&#x2014;original draft preparation. HC: Visualization, investigation. AE-B: Software, validation, NB: New Software; writing&#x2014;reviewing and editing.</p>
</sec>
<ack>
<p>Authors extend their appreciation to Princess Nourah bint Abdulrahman University for fund this research under Researchers Supporting Project number (PNURSP2023R154) Princess Nourah bint Abdulrahman University, Riyadh, Saudi Arabia.</p>
<p>The authors extend their appreciation to the Deanship of Scientific Research at Northern Border University, Arar, KSA for funding this research work through the project number &#x201c;NBU-FFR-2023-0027&#x201d;.</p>
</ack>
<sec sec-type="COI-statement" id="s12">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s13">
<title>Publisher&#x2019;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Abo-dahab</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lotfy</surname>
<given-names>Kh.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Two-temperature plane strain problem in a semiconducting medium under photothermal theory</article-title>. <source>Waves Ran. Comp. Med.</source> <volume>27</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>67</fpage>&#x2013;<lpage>91</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/17455030.2016.1203080</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Abouelregal</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Marin</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>The response of nanobeams with temperature-dependent properties using state-space method via modified couple stress theory</article-title>. <source>Symmetry</source> <volume>12</volume> (<issue>8</issue>), <fpage>1276</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/sym12081276</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Alhashash</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Elidy</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>El-Bary</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tantawi</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lotfy</surname>
<given-names>Kh.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Two-temperature semiconductor model photomechanical and thermal wave responses with moisture diffusivity process</article-title>. <source>Crystals</source> <volume>12</volume>, <fpage>1770</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/cryst12121770</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Allen</surname>
<given-names>P. B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Size effects in thermal conduction by phonons</article-title>. <source>Phys. Rev. B</source> <volume>90</volume>, <fpage>054301</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.90.054301</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Biot</surname>
<given-names>M. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1956</year>). <article-title>Thermoelasticity and irreversible thermodynamics</article-title>. <source>J. Appl. Phys.</source> <volume>27</volume>, <fpage>240</fpage>&#x2013;<lpage>253</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.1722351</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Brancik</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> &#x201c;<article-title>Programs for fast numerical inversion of Laplace transforms in MATLAB language environment</article-title>,&#x201d; in <conf-name>Proceedings of the 7th Conf. MATLAB&#x2019;99</conf-name>, <conf-loc>Czech Republic Prague</conf-loc>, <conf-date>November 1999</conf-date>, <fpage>27</fpage>&#x2013;<lpage>39</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chandrasekharaiah</surname>
<given-names>D. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1986</year>). <article-title>Thermoelasticity with second sound: A review</article-title>. <source>Appl.Mech. Rev.</source> <volume>39</volume>, <fpage>355</fpage>&#x2013;<lpage>376</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1115/1.3143705</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Eringen</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Edelen</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1972</year>). <article-title>On nonlocal elasticity</article-title>. <source>Int. J. Eng. Sci.</source> <volume>10</volume>, <fpage>233</fpage>&#x2013;<lpage>248</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0020-7225(72)90039-0</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Eringen</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1972</year>). <article-title>Nonlocal polar elastic continua</article-title>. <source>Int. J. Eng. Sci.</source> <volume>10</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>16</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0020-7225(72)90070-5</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ezzat</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Hyperbolic thermal-plasma wave propagation in semiconductor of organic material</article-title>. <source>Waves Rand. Comp. media</source> <volume>32</volume>, <fpage>334</fpage>&#x2013;<lpage>358</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/17455030.2020.1772524</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gasch</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Malm</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ansell</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group>, <year>2016</year>, <article-title>Coupled hygro-thermomechanical model for concrete subjected to variable environmental conditions</article-title>, <source>Int. J. Solids Struct.</source>, <volume>91</volume>, <fpage>143</fpage>&#x2013;<lpage>156</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gordon</surname>
<given-names>J. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Leite</surname>
<given-names>R. C. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Moore</surname>
<given-names>R. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Porto</surname>
<given-names>S. P. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Whinnery</surname>
<given-names>J. R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1964</year>). <article-title>Long-transient effects in lasers with inserted liquid samples</article-title>. <source>Bull. Am. Phys. Soc.</source> <volume>119</volume>, <fpage>501</fpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Green</surname>
<given-names>A. E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lindsay</surname>
<given-names>K. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1972</year>). <article-title>Thermoelasticity</article-title>. <source>J. Elast.</source> <volume>2</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>7</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf00045689</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hasselman</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Heller</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1980</year>). <source>Thermal stresses in severe environments</source>. <publisher-loc>New York, USA</publisher-loc>: <publisher-name>Plenum Press</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hasselman</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Heller</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1980</year>). <source>Thermal stresses in severe environments</source>. <publisher-loc>New York, NY, USA</publisher-loc>: <publisher-name>Plenum Press</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hobiny</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Abbas</surname>
<given-names>I. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>A study on photothermal waves in an unbounded semiconductor medium with cylindrical cavity</article-title>. <source>Mech. Time-Depend Mater</source> <volume>6</volume>, <fpage>61</fpage>&#x2013;<lpage>72</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11043-016-9318-8</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Honig</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hirdes</surname>
<given-names>U.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1984</year>). <article-title>A method for the numerical inversion of Laplace transforms Transforms</article-title>. <source>Comp. Appl. Math.</source> <volume>10</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>113</fpage>&#x2013;<lpage>132</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0377-0427(84)90075-x</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hosseini</surname>
<given-names>S. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sladek</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sladek</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Application of meshless local integral equations to two dimensional analysis of coupled non-Fick diffusion-elasticity</article-title>. <source>Eng. Analysis Bound. Elem.</source> <volume>37</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>603</fpage>&#x2013;<lpage>615</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enganabound.2013.01.010</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wei</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Multiple fields coupled elastic flexural waves in the thermoelastic semiconductor microbeam with consideration of small scale effects</article-title>. <source>Compos. Struct.</source> <volume>270</volume>, <fpage>114104</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruct.2021.114104</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Khamis</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lotfy</surname>
<given-names>Kh.</given-names>
</name>
<name>
<surname>El-Bary</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mahdy</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ahmed</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Thermal-piezoelectric problem of a semiconductor medium during photo-thermal excitation</article-title>. <source>Waves Random Complex Media</source> <volume>31</volume> (<issue>6</issue>), <fpage>2499</fpage>&#x2013;<lpage>2513</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/17455030.2020.1757784</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kreuzer</surname>
<given-names>L. B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1971</year>). <article-title>Ultralow gas concentration infrared absorption spectroscopy</article-title>. <source>J. Appl. Phys.</source> <volume>42</volume>, <fpage>2934</fpage>&#x2013;<lpage>2943</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.1660651</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Photothermal phenomenon: Extended ideas for thermophysical properties characterization</article-title>. <source>J. Appl. Phys.</source> <volume>131</volume>, <fpage>065107</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/5.0082014</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lord</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shulman</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1967</year>). <article-title>A generalized dynamical theory of thermoelasticity</article-title>. <source>J. Mech. Phys. Solids</source> <volume>15</volume>, <fpage>299</fpage>&#x2013;<lpage>309</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0022-5096(67)90024-5</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lotfy</surname>
<given-names>Kh.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hassan</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gabr</surname>
<given-names>M. E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Thermomagnetic effect with two temperature theory for photothermal process under hydrostatic initial stress</article-title>. <source>Results Phys.</source> <volume>7</volume>, <fpage>3918</fpage>&#x2013;<lpage>3927</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.rinp.2017.10.009</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lotfy</surname>
<given-names>Kh.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Photothermal waves for two temperature with a semiconducting medium under using a dual-phase-lag model and hydrostatic initial stress</article-title>. <source>Waves Ran. Comp. Med.</source> <volume>27</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>482</fpage>&#x2013;<lpage>501</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/17455030.2016.1267416</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lotfy</surname>
<given-names>Kh.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tantawi</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Photo-thermal-elastic interaction in a functionally graded material (FGM) and magnetic field</article-title>. <source>Silicon</source> <volume>12</volume>, <fpage>295</fpage>&#x2013;<lpage>303</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s12633-019-00125-5</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lotfy</surname>
<given-names>Kh.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>The elastic wave motions for a photothermal medium of a dual-phase-lag model with an internal heat source and gravitational field</article-title>. <source>Can. J. Phys.</source> <volume>94</volume>, <fpage>400</fpage>&#x2013;<lpage>409</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1139/cjp-2015-0782</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Marin</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ellahi</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vlase</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bhatti</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>On the decay of exponential type for the solutions in a dipolar elastic body</article-title>. <source>J. Taibah Univ. Sci.</source> <volume>14</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>534</fpage>&#x2013;<lpage>540</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/16583655.2020.1751963</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B29">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Marin</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vlase</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Paun</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Considerations on double porosity structure for micropolar bodies</article-title>. <source>AIP Adv.</source> <volume>5</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>037113</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.4914912</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B30">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mondal</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sur</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Photo-thermo-elastic wave propagation in an orthotropic semiconductor with a spherical cavity and memory responses</article-title>. <source>Waves Random Complex Media</source> <volume>31</volume> (<issue>6</issue>), <fpage>1835</fpage>&#x2013;<lpage>1858</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/17455030.2019.1705426</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B31">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Scutaru</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vlase</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Marin</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Modrea</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> <article-title>New analytical method based on dynamic response of planar mechanical elastic systems</article-title>, <source>Bound. Value Probl.</source>, <year>2020</year>, <volume>1</volume>, <fpage>104</fpage>, <pub-id pub-id-type="doi">10.1186/s13661-020-01401-9</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B32">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sladek</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sladek</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Repka</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pan</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>A novel gradient theory for thermoelectric material structures</article-title>. <source>Int. J. Solids Struct.</source> <volume>206</volume>, <fpage>292</fpage>&#x2013;<lpage>303</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijsolstr.2020.09.023</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B33">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Song</surname>
<given-names>Y. Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Todorovic</surname>
<given-names>D. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cretin</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vairac</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Study on the generalized thermoelastic vibration of the optically excited semiconducting microcantilevers</article-title>. <source>Int. J. Sol. Struct.</source> <volume>47</volume>, <fpage>1871</fpage>&#x2013;<lpage>1875</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijsolstr.2010.03.020</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B34">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Szekeres</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2000</year>). <article-title>Analogy between heat and moisture</article-title>. <source>Comput. Struct.</source> <volume>76</volume>, <fpage>145</fpage>&#x2013;<lpage>152</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0045-7949(99)00170-4</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B35">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Szekeres</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group>, <year>2012</year>, <article-title>Cross-coupled heat and moisture transport: Part 1 theory</article-title>, <source>J. Therm. Stresses</source>, <volume>35</volume>, <fpage>248</fpage>&#x2013;<lpage>268</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B36">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Szekeres</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Engelbrecht</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group>, <year>2000</year>, <article-title>Coupling of generalized heat and moisture transfer</article-title>, <source>Period. Polytech. Ser. Mech. Eng.</source>, <volume>44</volume>, (<issue>1</issue>), <fpage>161</fpage>&#x2013;<lpage>170</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B37">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tam</surname>
<given-names>A. C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1986</year>). <article-title>Applications of photoacoustic sensing techniques</article-title>. <source>Rev. Mod. Phys.</source> <volume>58</volume>, <fpage>381</fpage>&#x2013;<lpage>431</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/revmodphys.58.381</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B38">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tam</surname>
<given-names>A. C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1989</year>). <source>Photothermal investigations in solids and fluids</source>. <publisher-loc>Boston, Unites States</publisher-loc>: <publisher-name>Academic Press</publisher-name>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>33</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B39">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tam</surname>
<given-names>A. C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1983</year>). <source>Ultrasensitive laser spectroscopy</source>. <publisher-loc>New York, NY, USA</publisher-loc>: <publisher-name>Academic Press</publisher-name>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>108</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B40">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Todorovic</surname>
<given-names>D. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nikolic</surname>
<given-names>P. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bojicic</surname>
<given-names>A. I.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1999</year>). <article-title>Photoacoustic frequency transmission technique: Electronic deformation mechanism in semiconductors</article-title>. <source>J. Appl. Phys.</source> <volume>85</volume>, <fpage>7716</fpage>&#x2013;<lpage>7726</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.370576</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B41">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Vlase</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>N&#x103;stac</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Marin</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mih&#x103;lcic&#x103;</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>A method for the study of the vibration of mechanical bars systems with symmetries</article-title>. <source>Acta Tech. Napoc. Ser. Appl. Math. Mech. Eng.</source> <volume>60</volume> (<issue>4</issue>), <fpage>539</fpage>&#x2013;<lpage>544</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B42">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Youssef</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Abbas</surname>
<given-names>I.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2007</year>). <article-title>Thermal shock problem of generalized thermoelasticity for an infinitely long annular cylinder with variable thermal conductivity</article-title>. <source>Comp. Meth. Sci. Tech.</source> <volume>13</volume>, <fpage>95</fpage>&#x2013;<lpage>100</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.12921/cmst.2007.13.02.95-100</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B43">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Youssef</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Abbas</surname>
<given-names>I.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2007</year>). <article-title>Thermal shock problem of generalizedthermoelasticity for an infinitely long annular cylinder with variable thermal conductivity</article-title>. <source>Comput. methods Sci. Technol.</source> <volume>13</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>95</fpage>&#x2013;<lpage>100</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.12921/cmst.2007.13.02.95-100</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B44">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Youssef</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>El-Bary</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2006</year>). <article-title>Thermal shock problem of a generalized thermoelastic layered composite material with variable thermal conductivity</article-title>. <source>Math. Problems Eng.</source> <volume>2006</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>14</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/mpe/2006/87940</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B45">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Youssef</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2005</year>). <article-title>State-space on generalized thermoelasticity for an infinite material with a spherical cavity and variable thermal conductivity subjected to ramp-type heating</article-title>. <source>J. CAMQ, Appl. Math. Inst.</source> <volume>13</volume>, <fpage>369</fpage>&#x2013;<lpage>390</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B46">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wei</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Electro-Thermo-Mechanical multiple fields coupled wave propagation through piezoelectric semiconductor sandwich structure</article-title>. <source>Compos. Struct.</source> <volume>288</volume>, <fpage>115358</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruct.2022.115358</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B47">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wei</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Reflection and transmission of coupled elastic waves by a semiconduction interlayer with consideration of photothermal effects</article-title>. <source>J. Acoust. Soc. Am.</source> <volume>151</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>1816</fpage>&#x2013;<lpage>1828</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1121/10.0009674</pub-id>
</citation>
</ref>
</ref-list>
<sec id="s14">
<title>Nomenclature</title>
<table-wrap id="udT1" position="float">
<table>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m194">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Lame&#x2019;s elastic parameters</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m195">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">3</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The deformation potential difference</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m196">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Reference temperature in its natural state</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m197">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">3</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The volume thermal expansion</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m198">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">N</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The equilibrium carrier concentration</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m199">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The density of the non-local medium</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m200">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Coefficients of linear thermal expansion</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m201">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Specific heat of the microelongated material at constant strain</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m202">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">E</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The carrier diffusion coefficient</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m203">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The carrier lifetime</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m204">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">E</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The energy gap</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m205">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The coefficients of electronic deformation</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m206">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<bold>,</bold> <inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m207">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The isothermal and elastic coupling coefficients of moisture</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m208">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">k</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The strain tensor</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m209">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">j</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">k</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The isothermal parameters tensor</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m210">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3bd;</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Thermal relaxation times</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m211">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The temperature diffusivity</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m212">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The diffusion coefficient of moisture</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m213">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The stress tensor</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m214">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">k</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Kronecker delta</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m215">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<bold>,</bold> <inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m216">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The coupled diffusivities</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m217">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The reference moisture</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf161">
<mml:math id="m218">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The moisture thermal conductivity</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf162">
<mml:math id="m219">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">E</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">The thermal diffusivity</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
</back>
</article>