Un reciente artículo publicado en la revista Mechanics of Advanced Materials and Structures, por investigadores de la School of Physical Sciences, Department of Sciences, en el campus de Mysuru, explora el comportamiento acoplado hidro-termo-electromecánico de un medio piezoeléctrico poroso dependiente del tamaño. La investigación, realizada en 2025 y publicada por Informa UK Limited, presenta un modelo analítico único.
El estudio emplea de manera innovadora el marco Moore–Gibson–Thompson (MGT) dependiente de la memoria para la conducción del calor, en combinación con la teoría de elasticidad no local de Eringen, para analizar los efectos del retardo temporal y la no localidad en diversos campos físicos. Se han desarrollado nuevas relaciones constitutivas para capturar estas influencias combinadas. Se obtuvieron soluciones analíticas para desplazamientos, temperaturas (en las fases sólida y fluida), tensiones (normales y cortantes), y desplazamientos y potenciales eléctricos utilizando la técnica del modo normal.
El análisis gráfico detallado ilustra el impacto del tiempo, la no localidad y la porosidad bajo condiciones de contorno eléctrico de circuito abierto y cortocircuito. Los gráficos tridimensionales confirman el comportamiento dispersivo, difusivo y dependiente de la memoria. Los hallazgos principales revelan que la no localidad suaviza significativamente los gradientes de campo y amplía los perfiles espaciales, mientras que la conducción térmica dependiente de la memoria produce respuestas de temperatura similares a ondas y retrasadas, con la fase sólida reaccionando más rápido que la fluida.
Además, los potenciales y desplazamientos eléctricos se ven considerablemente mejorados en condiciones de circuito abierto, lo que destaca la sensibilidad al efecto de contorno. También se observa que el aumento de la porosidad disminuye constantemente las magnitudes de todos los campos y restringe sus profundidades de penetración, lo que indica un efecto de ablandamiento estructural.
Este trabajo presenta un modelo analítico único que integra la teoría MGT dependiente de la memoria con la elasticidad no local para analizar el comportamiento hidro-termo-electromecánico de un medio piezoeléctrico poroso saturado en fluido. El marco teórico proporciona una base sólida para avanzar en el diseño y desarrollo de sensores y actuadores piezoeléctricos que operan en entornos hidro-termo-electromecánicos acoplados, particularmente aquellos con estructuras porosas. Las aplicaciones potenciales abarcan el monitoreo geofísico, implantes biomédicos bajo cargas complejas y MEMS donde los efectos dependientes del tamaño y de relajación son significativos.
Cite this Research Publication : Soumik Das, Abhik Sur, Vipin Gupta, Rachaita Dutta, Abhinav Singhal, Pulkit Kumar, Hydro-thermo-electromechanical response in a size-dependent porous piezoelectric medium under memory-dependent MGT theory, Mechanics of Advanced Materials and Structures, Informa UK Limited, 2025, https://doi.org/10.1080/15376494.2025.2516213
