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    <journal-title>
     Journal of Modern Physics
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    2153-1196
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   <issn publication-format="print">
    2153-120X
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   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
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   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/jmp.2024.1512088
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    jmp-137300
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     <subject>
      Articles
     </subject>
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     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
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   <title-group>
    Derivation of Cylindrical Internal-Surface Acoustic Waves and Their Small Gravity Effect
   </title-group>
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     <name name-style="western">
      <surname>
       Philipp G.
      </surname>
      <given-names>
       Kornreich
      </given-names>
     </name> 
     <xref ref-type="aff" rid="aff1"> 
      <sup>1</sup>
     </xref> 
     <xref ref-type="aff" rid="aff2"> 
      <sup>2</sup>
     </xref>
    </contrib>
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     a1090 Wien, Austria,
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     aKing of Prussia, PA, USA
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     01
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     11
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    <year>
     2024
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    15
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    12
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    2193
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    2219
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      19,
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      September
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      2024
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      9,
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     <month>
      September
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     <year>
      2024
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    <date date-type="accepted">
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      9,
     </day>
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      November
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     <year>
      2024
     </year> 
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
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     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    The properties of Cylindrical Internal-Surface Acoustic Waves (CISAW) propagating on the inside surface of a high purity fused quartz tubular fiber are derived from basic principles using a variational method. The CISAW consist of Energy Momentum Packets (EMP) moving in a looping motion. The EMP have mass and are affected by gravity similar to a pendulum bob. The effect of gravity on CISAW is much larger than the effect of gravity in a light wave. Therefore, one can build much smaller CISAW Interferometer Gravity wave Observatories (CIGO) than the present km size Light Interferometer Gravity wave Observatories (LIGO). An array of CIGO can be used to detect gravity wave images. Since the wavelength of gravity waves is much larger than the expected spacing between CIGO array elements this would result in sub-wavelength images. It would be interesting to determine what new discoveries could be made using such an array.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Elastic Constant Tensor
    </kwd> 
    <kwd>
      Continuum Mechanics
    </kwd> 
    <kwd>
      Lagrangian
    </kwd> 
    <kwd>
      Wave Equation
    </kwd> 
    <kwd>
      Surface Acoustic Waves
    </kwd> 
    <kwd>
      Newtonian Gravity
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction and Summary</title>
   <p>The properties of Cylindrical Internal-Surface Acoustic Waves (CISAW) propagating on the inside surface of a high purity fused quartz tubular fiber and its gravity effect are derived in this study from basic principles. The CISAW have a small group velocity and the effect of gravity on CISAW propagation is large. Therefore, one can build an array of CISAW based gravity wave detectors that are able to observe gravity wave images.</p>
   <p>I was unable to find descriptions in scientific literature of the modes of CISAW or its gravity effect. The wavelength of the CISAW is of the same order of magnitude as the fiber inside circumference. The CISAW are similar to Rayleigh waves <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-1">
     [1]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-2">
     [2]
    </xref>. The effect of gravity on CISAW is analyzed in this study. These fibers are designed for Cylinder Internal-Surface Acoustic Wave propagation, and not for light wave propagation.</p>
   <p>This analysis uses the Earth’s surface as an approximate Inertial Reference Frame. A point on the surface of the Earth moves with an approximately constant linear velocity during the time it takes an Acoustic Surface Wave to propagate through the tubular fiber.</p>
   <p>Here a Classical Continuum Mechanics model is used. An infinitesimal mass in a solid consists of an infinitesimal volume with a sufficient number of atoms to be considered as a continuum. This infinitesimal mass does not move more than an infinitesimal distance. But each infinitesimal mass bumps against the next infinitesimal mass etc. This slightly compresses the infinitesimal mass. In each collision it transfers Kinetic Energy and Momentum and when it re-expands, it also transfers Elastic Potential Energy to the next infinitesimal mass. These Energy Momentum Packets (EMP) can travel any distance. The EMP’s have mass. Therefore, in this study the displacement vector u describes the position of the EMP’s, not the position of the mass increments. The displacement is a wave. The Quantum Mechanical version of the CISAW are a type of Phonons. The displacement of the EMP’s have longitudinal and transverse components.</p>
   <p>If one neglects the small effect of the air, there is no force on the inside surface of the fiber tube on which the CISAW propagates. Therefore, the stress in the solid produced by the longitudinal and transverse displacement components has to be zero on the inside surface of the tubular fiber. This couples the longitudinal and transverse displacement components to form Elastic Surface Wave modes.</p>
   <p>The longitudinal displacement component wave is shifted by 90 degrees with respect to the transverse component wave. When the transverse displacement component wave is zero and the longitudinal displacement component wave is at its maximum, the total displacement is longitudinal. When the longitudinal displacement component wave is zero and the transverse displacement component wave is at its maximum, the total displacement is transverse to the inside surface. But at the next zero value of the transverse displacement component wave the longitudinal component wave is at its maximum negative value, therefore, the total displacement is moving in the reverse direction. This makes the total displacement to move in a loop along the wave. Thus, the EMP’s in SAW’s, move in loops along the wave.</p>
   <p>Over the distance of a few meters on Earth the gravitational force is constant in the “down” direction. But only a component of the gravity force acts on an object in the direction of its motion. If the object periodically changes direction, the component of the gravity force in the direction of the object motion will also change periodically. This is how the gravity force acts on a pendulum bob. The component of the gravity force acts in the direction of the pendulum bob motion. This gravity force component has a non-zero value during the downwards swing of the pendulum bob, and it is equal to zero when the pendulum bob moves horizontally at the bottom of its swing.</p>
   <p>As described above the EMP’s have mass and are affected by gravity. When an EMP moves longitudinally on top and bottom of the loop, it does not interact with gravity. When an EMP moves vertically in the loop, its interaction with gravity is a maximum. Therefore, the part of the gravitational force acting on the EMP’s have a similar looping wave motion as the EMP’s. Thus, SAW’s interact with gravity. The interaction of the energy momentum packets in the SAW’s is similar to the interaction of the pendulum bob with gravity. The effect of gravity on the EMP’s of CISAW’s is also similar to the effect of gravity on Ocean Surface Waves (OSW) <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-3">
     [3]
    </xref> on a deep ocean.</p>
   <p>There are interactions with the curvature of space-time. The small effect of the curvature of space time on CISAW’s is neglected here.</p>
   <p>I think this is the first published analysis of the modes of CISAW’s. I was unable to find any analysis in literature of Surface Acoustic Waves propagating on the inside surface of a cylinder. But, described below, is research somewhat related to this study:</p>
   <p>I remember Dr. Stephen Tehan and Stephen Wanuga at the Electronics Laboratory of the General Electric Company in Syracuse, NY about 1975 propagated Surface Acoustic Waves on the inside surface of simple tubular fused quartz fibers. They wanted to use CISAW pulses propagating in the tubular fibers as a digital memory. But I was unable to find any calculations or other documentation of this work. The CISAW’s propagated with relatively little amplitude loss.</p>
   <p>Wen Wang et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-4">
     [4]
    </xref> of the Acoustic Institute of the Chinese Academy of Science developed a Surface Acoustic Wave (SAW) based gyroscope on a LiTaO5 wafer. The gyroscope consists of two SAW transducers and two resonators in a loop on a piezoelectric LiTaO<sub>5</sub> wafer. It uses the carioles force. The infinitesimal energy momentum packets under the transducers have inertia and tend to move in a straight line while the gyroscope moves with the Earth’s rotation. This carioles force effect on the SAW is similar to the effect of gravity acting on the SAW in the tubular fiber described in this study. There are many papers published describing SAW Devices on piezoelectric wafers such as <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-5">
     [5]
    </xref>.</p>
   <p>R. E. Bunney et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-6">
     [6]
    </xref> propagated Surface Acoustic Waves on the outside of stainless steel and various aluminum alloy cylinders submerged in water. These cylinders had diameters of 10 to 400 times of the acoustic wavelengths.</p>
   <p>Denos C. Gazis <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-7">
     [7]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-8">
     [8]
    </xref> describes Elastic Waves in the material of hollow cylinders. He calculates the modes of Longitudinal waves, Equivoluminal Lame Type elastic waves, and Torsional elastic waves. All these elastic modes are bulk waves propagating in a solid material. In longitudinal and shear elastic waves where the displacements are horizontal or vertical and therefore, the EMP’s don’t interact with gravity in the Newtonian model. None of these bulk waves exhibit looping motion of the EMP’s. Only Surface Acoustic Waves, Rayleigh waves, exhibit looping motion of the EMP’s that couple to gravity. The EMP’s circular motion in Torsional waves might interact with gravity. However, since the Torsional waves are also on an outside surface, they are not suitable for many applications.</p>
   <p>The gravity wave detectors based on CISAW interferometers can have a large effect on astronomical observations. The effect of gravity on CISAW’s is much larger than on light waves used in the current (year 2024) gravity wave detectors of the Light Interferometer Gravity-wave Observatory (LIGO) experiment <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-9">
     [9]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-16">
     [16]
    </xref>. Therefore, interferometer gravity wave detectors based on CISAW’s would be much smaller than gravity wave detector interferometers based on light waves. This would facilitate the building of CISAW gravity wave detector arrays. These Gravity wave interferometer arrays would for the first time be able to observe space-time curvature mode images. Gravity waves detected to date, have frequencies of a few hundred cycles or wavelengths of about 43 km to 1500 km <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-9">
     [9]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-16">
     [16]
    </xref>. The detectors in these arrays would be spaced at intervals that are much less than the wavelengths of a gravity wave. These arrays would perform sub-wavelength imaging <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-17">
     [17]
    </xref> with gravity waves. Sub-wavelength imaging is currently used in photolithography in nanometer-scale semiconductor device manufacturing. It is interesting what future discoveries can be made using gravity-wave imaging.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Derivation of Cylindrical Internal-Surface Acoustic Waves</title>
   <p>This analysis uses the Earth’s surface as an approximate Inertial Reference Frame. The propagation time of the elastic wave in the 1257 meter long fiber was approximately 0.430321 seconds. A point on the surface of the Earth moved approximately 141.132 m during this time at a latitude of 45 degrees. This represents only 31.295 micro-radians of arc or 1.79305 milli-degrees of the Earth’s rotation. Therefore, during this period it can be assumed that a point on the surface of the Earth moves with an approximate constant linear velocity. The Earth also moves approximately linearly in its orbit during this time period.</p>
   <p>The analysis starts with the symmetrized second rank strain tensor components 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> which have the following form:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(1)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∋ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a displacement component of an infinitesimal Energy Momentum Packet</p>
   <p>(EMP), 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∋ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a coordinate component, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. As described in the introduction it is the EMP’s that travel in the CISAW.</p>
   <p>Next, to obtain the elastic properties of the fused silicon material, the components of the second rank stress tensor elements 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are expanded to first order in the strain tensor elements 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             Σ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(2)</p>
   <p>where the summation over the repeated indices is implied. Here, we retain only the linear expansion terms where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a component of the covariant fourth rank elastic constant tensor of the fused silicon material. There exists much smaller higher order non-linear elastic constant terms that contribute to the losses mentioned in the introduction. The effect of gravity is represented by the gravitational potential density φ. In the Newtonian model used here, the gravitational potential density is represented by the fused quartz material density ρ times the acceleration of gravity g times the elevation h(u) of the EMP.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mo>
        ⇒ 
      </mo> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(3)</p>
   <p>The properties of the CISAW are described by a wave equation. In order to derive this wave equation, a Newtonian Mechanics Lagrangian density 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℒ 
     </mi> 
    </math> is hypothesized. This is the first hypothesis. The Lagrangian density 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℒ 
     </mi> 
    </math> is the difference between the Kinetic Energy density, the Elastic and the gravitational Potential Energy densities.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ℒ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         Σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(4)</p>
   <p>The gravitational potential energy density could have the form 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> where ρ is the mass density, M is a mass, G is Newton’s gravitational constant, and r is the distance between the centers of mass of objects.</p>
   <p>Substituting Equation (1) into Equation (4) in order to formulize the Lagrangian density in terms of the displacement components:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          ℒ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mtext> 
        </mtext> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (5)</p>
   <p>At this point the Euler Lagrange <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-18">
     [18]
    </xref> equation could have been used to obtain a wave equation. But, I prefer the derivation from basic principles using a variational process. This requires the forming of a constant action integral I which states that the integral of the Lagrangian density over the time period and volume considered is a constant. In this study there is nothing outside the volume and time period considered. Therefore, an integral over this volume and time period is a constant, and the variation of this integral is equal to zero.</p>
   <p>We form an action integral 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℐ 
     </mi> 
    </math> over both the time period and volume considered.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          ℐ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˙ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ˙ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mi>
                    μ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   ξ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   τ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
               </msub> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  γ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mi>
                    μ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   ξ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   τ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
              </msub> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msub> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
              </msub> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(6)</p>
   <p>Because the analysis here uses three-dimensional space and time separately, the action integral over time and the three spatial dimensions were performed separately. Here, dv is a volume increment in three-dimensions and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are the two surfaces at the start and end of the volume of integration respectively. Dummy variables 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> were introduced to facilitate the variation. The variation of the constant action integral is equal to zero.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mi>
        ℐ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(7)</p>
   <p>The variation of the action integral was performed in Appendix A. We obtained a wave equation from Equation (A16) in Appendix A:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¨ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
        <mtext> 
        </mtext> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(8)</p>
   <p>The change 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> of the gravity potential density ρgh with the displacement 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> of the EMP is the component of the gravity force in the direction of the EMP’s motion. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> is a dimensionless direction cosine that will be discussed later. There is a second-order smaller Newtonian gravity effect 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> that was not part of this derivation. However, this second-order term is much smaller than the first order term, and is here neglected. This term is the effect of gravity on longitudinal and shear elastic waves.</p>
   <p>In an isotropic material the Wave Equation is given in terms of the Lame constants <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-17">
     [17]
    </xref>. In the next step we show that the wave equation, Equation (8) derived here is equal to this reported wave equation. The elastic constant tensors are symmetric in the first two indices 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and in the last two indices 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¨ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (9)</p>
   <p>Isotropic symmetry requires that we contract Equation (9) with respect to the indices, γ and δ to obtain:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¨ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¨ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(10)</p>
   <p>where the Lame constants in terms of the elastic constant tensor elements are:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mtext>
         a 
       </mtext> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         b 
       </mtext> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(11)</p>
   <p>Equation (10b) can be written in vector form using the Lame constants λ and µ. The Lame constants for fused quartz are λ = 15.87 GPa and µ = 31.26 GPa. The density of fused quartz is ρ = 2200 kg/m<sup>3</sup>. The vector form of Equation (10b) is the wave equation for the EMP’s<sup>1</sup> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-19">
     [19]
    </xref>.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¨ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          · 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <msup> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>(12)</p>
   <p>where bold fonts denote vectors. Here 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a unit vector in the direction of the EMP motion. Equation (12) can be rewritten using the vector calculus identity <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-19">
     [19]
    </xref> 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          · 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¨ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mtext>
          2 
        </mtext> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          · 
        </mo> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mstyle> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>(13)</p>
   <p>At this point of the calculation, an attempt can be made to separate the displacement vector u into two parts:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∥ 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ⊥ 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>(14)</p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          Longitudinal component with 
        </mtext> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ∥ 
         </mo> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mtext>
          0 
        </mtext> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          Transverse component with 
        </mtext> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          · 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ⊥ 
         </mo> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mtext>
          0 
        </mtext> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (15)</p>
   <p>Substituting Equation (14) into Equation (13), using Equation (15), and dividing the resulting equation by ρ.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ¨ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∥ 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ¨ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ⊥ 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          · 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ∥ 
         </mo> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ⊥ 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>(16)</p>
   <p>The longitudinal and shear velocities squared are:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mtext>
          Longitudinal velocity squared 
        </mtext> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mfrac> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mtext>
          Shear velocity squared 
        </mtext> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(17)</p>
   <p>The longitudinal velocity v<sub><sub>λ</sub></sub> = 5969.23933 m per second and the shear velocity v<sub>s</sub> = 3769.494782 m per second for fused quartz. Substituting Equation (17) into Equation (16).</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ¨ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∥ 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ¨ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ⊥ 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          · 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ∥ 
         </mo> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ⊥ 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mstyle> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>(18)</p>
   <p>Making a transformation of variables to normal mode displacement vectors:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mtext>
         a 
       </mtext> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∥ 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ⊥ 
       </mo> 
      </msub> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         b 
       </mtext> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∥ 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ⊥ 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>(19)</p>
   <p>Equation (19a) is a restatement of Equation (14). Here u is a wave displacement mode vector of an EMP and s is a stationary mode vector also of an EMP. Inverting Equation (19)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ∥ 
         </mo> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             ℓ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ⊥ 
         </mo> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             ℓ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             ℓ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(20)</p>
   <p>By substituting Equation (20) into Equation (18) and collecting terms, one obtains equations for the wave-like mode and the stationary mode of the EMP.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¨ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             ℓ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             ℓ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mo>
              · 
            </mo> 
            <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mo>
            × 
          </mo> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mo>
            × 
          </mo> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mtext>
          wave mode 
        </mtext> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mo>
            · 
          </mo> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          stationary mode 
        </mtext> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(21)</p>
   <p>The wave-like mode of the EMPs is similar to the orbital mode, and the stationary mode of the EMPs is similar to the center of mass mode of an orbiting system. Defining the velocity v<sub>c</sub>:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (22)</p>
   <p>where v<sub>c</sub> = 3187.198854 m per second.</p>
   <p>Proceeding with the calculation of the wave-like mode of Equation (21a). In Cylindrical coordinates, only the wave equation for the z direction coordinate is independent. The wave equations for the two perpendicular displacement components are coupled. The gravity force in the horizontal fiber is in the down direction. Therefore, the gravity force has no z direction component. Substituting Equations (22) and (B4) of Appendix B for the z displacement component into Equation (21a).</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¨ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(23)</p>
   <p>We hypothesize that the displacement components were in the form of waves:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        cos 
      </mi> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mi>
        exp 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(24)</p>
   <p>In the θ direction this mode has a standing wave. Substituting Equation (24) into Equation (23)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               U 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               U 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msub> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(25)</p>
   <p>Defining the radial wave vector w<sub>z</sub> for the z displacement component.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (26)</p>
   <p>Substituting Equation (26) into Equation (25b) and dividing the resulting Equation by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </msub> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (27)</p>
   <p>Equation (27) is a Bessel equation with solutions of a Modified Bessel Function of the second kind of order 1, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in this cylindrically symmetric system.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(28)</p>
   <p>where B<sub>z</sub> is an Amplitude constant.</p>
   <p>Returning to the wave equation of the r and θ displacement components. Substituting Equations (22) and (B4) of Appendix B, into Equation (21a) to obtain a wave equation for the r displacement component.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¨ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>(29)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> is the gravitational force component per unit mass in the r displacement direction. Substituting Equations (22) and (B4) of Appendix B into Equation (21a) for the θ displacement component. Similar to Equation (29) but with the gravity force component per unit mass 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> in the θ direction.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ¨ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>(30)</p>
   <p>Similar to Equation (29) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> is the gravity force component per unit mass</p>
   <p>in the direction of the θ displacement. We hypothesize that the displacement components were in the form of waves, but the transverse displacement components have the same angular dependence as the gravitational effect on the horizontal fiber:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          exp 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          sin 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          exp 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(31)</p>
   <p>As described in the introduction, the EMP move in loops in the CISAW and the gravity components in the direction of the motion of the EMP’s have the same wave form as the displacement components. The gravity components act on the EMP’s.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          exp 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          sin 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          exp 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (32)</p>
   <p>Therefore, the gravity functions G<sub>r</sub> and G<sub>θ</sub> are dimensionless parameters that have the same r functional form as the r and θ displacement components. Here U<sub>r</sub> and U<sub>θ</sub>. are radial coordinate dependent r and θ displacement amplitudes. Substituting Equations (31) and (32) into Equations (29) and (30).</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               U 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               U 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               U 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          sin 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               U 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          sin 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          sin 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          sin 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (33)</p>
   <p>where in Equation (33a) cosθ was cancelled and in Equation (33b) sinθ was cancelled. Dividing Equations (33) by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and collecting terms.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(34)</p>
   <p>Assuming one can express the functions 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, in as yet not defined functions 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> of the r coordinate multiplied by constants.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           c 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ≡ 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ≡ 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(35)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are as of yet not specified functions of r and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are constants. Here 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are gravity effect length associated with the displacement Amplitudes as described in the Introduction. Substituting Equation (35) into Equation (34).</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
              </msub> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </msub> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(36)</p>
   <p>The determinate of Equation (36) must be equal to zero.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
              </msub> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </msub> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(37)</p>
   <p>Defining the radial wave vectors w<sub>r</sub> and w<sub>θ</sub> for the r and θ displacement components.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mtext>
         a 
       </mtext> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <msubsup> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         b 
       </mtext> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <msubsup> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>(38)</p>
   <p>If we neglect the small gravitational effects, the two terms of Equation (37) become equal:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(39)</p>
   <p>Neglecting the gravity effects, substituting Equation (38) into Equation (39) and dividing the resulting Equation by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                w 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  w 
                </mi> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (40)</p>
   <p>Equation (40) has two solutions for P, P = 0 or P is equal to a Modified Bessel function of the second kind of order 2.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mtext>
         a 
       </mtext> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         b 
       </mtext> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(41)</p>
   <p>where we took the liberty to reintroduce the small gravitational effects. Substituting Equation (41) into Equation (35) and the resulting Equations into Equation (31) we obtain the form of the three displacement components:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          exp 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          sin 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          exp 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           c 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          exp 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(42)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are given by Equation (38) and Equation (42c) is derived from Equations (24) and (26).</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. Derivation of Boundary Conditions</title>
   <p>We hypnotize that we neglected forces due to the air on the inner surface of the tubular fiber at r = a, where a is the core radius. The strain components in cylindrical coordinates are given in Appendix C. The stress 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> on the inside surface at r = a, must be equal to zero.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(43)</p>
   <p>Substituting Equations (42) into (43) and collecting terms with the same angular dependence.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  d 
                </mtext> 
                <msub> 
                 <mi>
                   K 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     w 
                   </mi> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  d 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     w 
                   </mi> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (44)</p>
   <p>Substituting Equation (D1) of Appendix D into Equation (44) for the derivative of the Modified Bessel Function of the second kind.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mfrac> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(45)</p>
   <p>The shear stresses from Equations (C1d) and (C1e) of Appendix C on the inside surface must also be equal to zero at r = a.</p>
   <p>The symmetrized shear stress component 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> represents a force acting in the r direction on a surface that is perpendicular to the θ direction. This is the rz surface. It also represents a force in the θ direction acting on a surface perpendicular to the r direction. This is the zθ surface.</p>
   <p>The symmetrized shear stress component 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> represents a force acting in the r direction on a surface that is perpendicular to the z direction. This is the rθ surface. It also represents a force in the z direction on a surface that is perpendicular to the r direction. This is the zθ surface.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           c 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(46)</p>
   <p>Substituting Equations (42) into (46) and taking the angular dependences into consideration we obtain:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mfrac> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  d 
                </mtext> 
                <msub> 
                 <mi>
                   K 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     w 
                   </mi> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  d 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     w 
                   </mi> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          sin 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mfrac> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  d 
                </mtext> 
                <msub> 
                 <mi>
                   K 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
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               <mrow> 
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                  d 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     w 
                   </mi> 
                   <mi>
                     z 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
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             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(47)</p>
   <p>Observe from Equation (47b) that the phase of the r displacement component u<sub>r</sub> is shifted by 90 degrees with respect to the z displacement component u<sub>z</sub>. Observe from Equation (47a) that the amplitudes of the radial displacement u<sub>r</sub> and the angular displacement u<sub>θ</sub> components are in phase. Therefore, the Energy Momentum packets move in loops that perform a rolling motion in the rz plane and the zθ plane. Gravity couples to these rolling motions similar to the rolling motion of a looping roller coaster car described in the introduction. The effect of gravity is to slightly distort this rolling motion.</p>
   <p>Substituting Equation (D1) for the derivatives of the Modified Bessel Functions of the second kind in Equation (47).</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
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           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mfrac> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mfrac> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(48)</p>
   <p>Equations (45) and (48) are written in matrix form as follows:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
            <msub> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
            <msub> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(49)</p>
   <p>The determinate of the matrix of Equation (49) must be equal to zero.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           8 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
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             K 
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           <mn>
             1 
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          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
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             K 
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           <mn>
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          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
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           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
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           K 
         </mi> 
         <mn>
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        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          + 
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        <mfrac> 
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        </mfrac> 
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         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
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         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
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           <mn>
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           </mn> 
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          <mo>
            + 
          </mo> 
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        </mrow> 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
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          <mo>
            + 
          </mo> 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
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         </mi> 
         <mn>
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         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
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         <mrow> 
          <mn>
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           <mn>
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          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
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           w 
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         </mi> 
        </msub> 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
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            + 
          </mo> 
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           <mn>
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          </msub> 
         </mrow> 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
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        </msubsup> 
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      </mtr> 
      <mtr> 
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        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
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           <mn>
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           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
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         <mi>
           w 
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         </mi> 
        </msub> 
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           ( 
         </mo> 
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            + 
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           <mi>
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           <mn>
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           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msubsup> 
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         <mn>
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        </msup> 
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         <mi>
           w 
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         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
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             K 
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           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
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           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
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         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
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         <mn>
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         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
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        </mfrac> 
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         </mi> 
         <mn>
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         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
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           K 
         </mi> 
         <mn>
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         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (50)</p>
   <p>In order to formalize Equation (50) in dimensionless form we multiply Equation (50) by the constants a<sup>3</sup> and divide by λ.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
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         </mn> 
         <mn>
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        </mfrac> 
        <mfrac> 
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          <mi>
            λ 
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          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
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         </mrow> 
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           λ 
         </mi> 
        </mfrac> 
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           w 
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           w 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
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         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
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           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
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           k 
         </mi> 
         <mn>
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         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
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         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
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         <mn>
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         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(51)</p>
   <p>Substituting Equations (26) and (38) for the radial wave vectors w<sub>r</sub>, w<sub>θ</sub> and w<sub>z</sub> into Equation (51) and factoring out k.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mfrac> 
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            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            8 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
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             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
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             </mn> 
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             </mi> 
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             </mi> 
            </msub> 
            <msubsup> 
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             </mi> 
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            </msubsup> 
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          </mfrac> 
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            − 
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            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             g 
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            </msub> 
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          </mfrac> 
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             + 
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
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           ) 
         </mo> 
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            </msup> 
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            </msubsup> 
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          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
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             g 
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            </msub> 
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        </msqrt> 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
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         <mi>
           K 
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         <mn>
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      <mtr> 
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             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (52)</p>
   <p>Defining a dimensionless parameter</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (53)</p>
   <p>Substituting the parameter q<sup>2</sup> of Equation (53) into Equation (52) and factoring out 1 – q<sup>2</sup>.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            8 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              q 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 q 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
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                − 
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               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
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             <mn>
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            </msub> 
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          </mfrac> 
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             + 
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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           </mi> 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          + 
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           ) 
         </mo> 
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      <mtr> 
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         </mrow> 
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           λ 
         </mi> 
        </mfrac> 
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          </mo> 
          <mfrac> 
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            </msub> 
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          </mfrac> 
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           K 
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          − 
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           k 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 q 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (54)</p>
   <p>Expanding Equation (54) to lowest order in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
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           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             q 
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           <mn>
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           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            8 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              q 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 q 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
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               </mi> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
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           <mn>
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           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
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         </mn> 
        </mfrac> 
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           k 
         </mi> 
         <mn>
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         </mn> 
        </msup> 
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           a 
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         </mn> 
        </msup> 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
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            − 
          </mo> 
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          </msup> 
         </mrow> 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
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           [ 
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            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             g 
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              2 
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            </msub> 
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                − 
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          </mfrac> 
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           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
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           ( 
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           ( 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
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           K 
         </mi> 
         <mn>
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         </mn> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          + 
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        <mfrac> 
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         <mn>
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         </mrow> 
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         </mi> 
        </mfrac> 
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         </mo> 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
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         <mo>
           [ 
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          <mfrac> 
           <mi>
             g 
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             </mo> 
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          </mfrac> 
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         </mo> 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
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           ) 
         </mo> 
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         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
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        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
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         <mn>
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          <mn>
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            − 
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            − 
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             g 
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             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 q 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(55)</p>
   <p>The CISAW mode can be calculated by neglecting the small gravity term in Equation (55). For this case all transverse wave vectors w<sub>r</sub>, w<sub>θ</sub>, and w<sub>z</sub> are equal and the argument x of the Modified Bessel Functions of the second kind are:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mtext>
         a 
       </mtext> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         b 
       </mtext> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         c 
       </mtext> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>(56)</p>
   <p>Neglecting the small effect of gravity and substituting Equation (56) into Equation (55) to calculate the first order angular standing wave CISAW mode.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           8 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               q 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(57)</p>
   <p>Equation (57) is nonlinear in x because the Modified Bessel Functions of the second kind 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are functions of x. The asymptotic approximation <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-20">
     [20]
    </xref> for the Modified Bessel Functions of the second kind from Equations (D3a) and (D3b) of Appendix D are used for the numeric solution of Equation (57). Chipmunk Basic software is used for the numeric calculations.</p>
   <p>Equation (57), has one root x for each value of q. These roots x are obtained by calculating 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ξ 
     </mi> 
    </math> from Equation (57) for successive values of x at a fixed value of q until a sufficient small value of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is obtained. The value of x giving the smallest value of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ξ 
     </mi> 
    </math> is the root x of Equation (57).</p>
   <p>At this point in the calculation, Lord Rayleigh <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-1">
     [1]
    </xref> obtained a cubic equation. His calculation of SAW’s on a flat surface involve sin’s, cos’s, and exponentials, while SAW’s propagating on a cylindrical surface involved Modified Bessel Functions of the second kind.</p>
   <p>The highly non-linear Equation (57) does not seem to have roots x for values of q less than q = 0.88 and more than q = 0.94. There are also two ranges of roots x for q between q = 0.88 and q = 0.900016 and between q = 0.900016 and q = 0.94. At the boundary of the two ranges at q = 0.89992, x has a value of x = 1.01283 and at the value of q = 0.900016, x has a value of x = 0.025405.</p>
   <p>The dispersion relation can be calculated from the roots x and the values q of Equation (57). <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref> shows a plot of the longitudinal wave vector k as a function of frequency for values of q between q = 0.900016 and q = 0.94. This is the dispersion relation of the CISAW.</p>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>Figure 1. The dispersion relation of the first order angular mode of the CISAW propagating on the inside surface of a simple tubular fused quartz fiber with a core diameter of 12 µm is plotted above. The longitudinal wave vector 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   k
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mfrac> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     2
    
          </mn>
    
          <mi>
           
     π
    
          </mi>
   
         </mrow> 
   
         <mrow> 
    
          <msub> 
     
           <mi>
             λ 
           </mi> 
     
           <mrow> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mi>
              W 
            </mi> 
           </mrow> 
    
          </msub> 
   
         </mrow> 
  
        </mfrac> 
 
       </mrow>

      </math>. There are other modes besides the first order angular mode shown here, but only the first order angular mode couples to gravity.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7505434-rId242.jpeg?20241112105201" />
   </fig>
   <p>The group velocity v<sub>g</sub> is the change of the radial velocity ω with the longitudinal wave vector k.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>(58)</p>
   <p>The group velocity v<sub>g</sub> as a function of the frequency is given in <xref ref-type="fig" rid="fig2">
     Figure 2
    </xref>.</p>
   <p>Substituting Equation (56c) for x into Equation (55)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            8 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               q 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(59)</p>
   <fig id="fig2" position="float">
    <label>Figure 2</label>
    <caption>
     <title>Figure 2. The CISAW group velocity v<sub>g</sub> as a function of the frequency for a tubular fiber with a 12 µm core diameter is plotted above. The group velocity at a frequency of 25.081966 MHz is 2920.95615 m per second.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7505434-rId249.jpeg?20241112105201" />
   </fig>
   <p>where for simplicity we assumed that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. In order to calculate the change ∆k of the wave vector k we hypothesize that the parameter x consists of x and a small change ∆x. That is, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> in Equation (59). By multiplying out Equation (59) to lowest order.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            8 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               q 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
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           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
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          </mn> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
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             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(60)</p>
   <p>Substituting Equation (57) into Equation (60) and for simplicity neglecting the expansions of the Modified Bessel Functions of the second kind in ∆x one obtains:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            8 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              g 
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               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               q 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(61)</p>
   <p>One can solve Equation (61) for ∆x</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
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               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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                 K 
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                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
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             </mrow> 
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             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
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             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
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             <mi>
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            </msub> 
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              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
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             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
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             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
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            </mi> 
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              + 
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            <mi>
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            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
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         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
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           <mn>
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           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
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           </mi> 
           <mn>
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         </mrow> 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
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           </mi> 
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          <mo>
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          </mo> 
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           </mi> 
           <mn>
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         </mrow> 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
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           K 
         </mi> 
         <mn>
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        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
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            <mn>
              2 
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               ( 
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             <mrow> 
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                − 
              </mo> 
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               <mn>
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               </mn> 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
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           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
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              + 
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             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
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          </msub> 
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           <mn>
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           </mn> 
          </msub> 
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           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
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         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
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               ( 
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              </mi> 
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                + 
              </mo> 
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             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
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          </mfrac> 
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                + 
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            </mrow> 
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           <mn>
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            <msub> 
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              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
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             <mn>
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             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
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          <mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
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            </mn> 
            <mn>
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            </mn> 
           </mfrac> 
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              ( 
            </mo> 
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             <mfrac> 
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               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
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               </mi> 
              </mrow> 
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                λ 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mrow> 
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              ( 
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                K 
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               + 
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                K 
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              <mn>
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            </mrow> 
            <mo>
              ) 
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           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  q 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (62)</p>
   <p>Similar to Equation (56c)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>(63)</p>
   <p>Substituting Equation (63) into Equation (62) and solving for ∆k.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               q 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mtext> 
        </mtext> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 q 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              8 
            </mn> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  q 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
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           <msub> 
            <mi>
              K 
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            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
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          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mtext> 
        </mtext> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (64)</p>
   <p>The values of x, q, and the Modified Bessel Functions of the second kind are</p>
   <fig id="fig3" position="float">
    <label>Figure 3</label>
    <caption>
     <title>Figure 3. The change ∆k of the longitudinal wave vector with gravity of the CISAW in units of 10<sup>−5</sup> per m is plotted above. At a frequency of 25.081966 MHz the change ∆k of the wave vector has a value of 4.562951 × 10<sup>−5</sup> per m. This change ∆k of the CISAW wave vector due to gravity is 35073 times as large as the change ∆ß of a light beam wave vector due to gravity.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7505434-rId264.jpeg?20241112105201" />
   </fig>
   <p>calculated from Equation (57b). A plot of the change ∆k of the wave vector with gravity as a function of frequency is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig3">
     Figure 3
    </xref>.</p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Conclusion and Discussion</title>
   <p>The modes of Surface Acoustic Waves propagating on the inside surface of a horizontal tubular high purity fused quartz fiber with an inside diameter of 12 µm, and the change in the wave vector due to gravity, of this wave was investigated in this study.</p>
   <sec id="s4_1">
    <title>4.1. Energy Momentum Packet Modes</title>
    <p>In the Classical Continuum Mechanics model used here, an infinitesimal mass consists of a sufficient number of atoms to be considered as a continuum. In an elastic wave in a solid, infinitesimal masses only move less than an infinitesimal distance. Each infinitesimal mass bumps against the next infinitesimal mass etc. This slightly compresses the infinitesimal mass. In each collision it transfers Kinetic Energy and Momentum, and when it re-expands it also transfers Elastic Potential Energy to the next infinitesimal mass. Therefore, in an elastic wave in a solid, Energy Momentum Packets (EMP), not infinitesimal masses, propagate along the elastic wave <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-3">
      [3]
     </xref>. The EMP’s have mass.</p>
    <p>Ocean Waves <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-3">
      [3]
     </xref> similar to SAW’s have a rolling motion. In Ocean Waves Infinitesimal water volumes do not move in a rolling motion, only Energy Momentum packets move in a rolling motion. An example is that boats similar to infinitesimal masses are not dragged along by a wave, nor are they pulled under as the rolling Ocean Wave passes, but just bob up and down.</p>
    <p>The EMP’s in a CISAW propagating on the inside surface of a horizontal tubular fiber experiences two restoring forces, an elastic restoring force and a much smaller gravitational restoring force. The gravitational restoring force on EMP’s of CISAW’s are similar to the restoring force on EMP’s of deep-ocean surface waves.</p>
    <p>To my knowledge, this is the first publication to date (2024) reporting Acoustic Surface Waves (SAW) propagating on the inside surface of a tube.</p>
   </sec>
   <sec id="s4_2">
    <title>4.2. Surface Acoustic Waves and Boundary Conditions</title>
    <p>There were a lot of publications on SAW propagating on flat surfaces. SAW devices with the SAW propagating on piezoelectric LiNbO3 crystal wafers are used to process electronic signals. There are SAW light deflectors. There was a Camera that produced the two-dimensional Fourier Transform of the image light intensity using SAW’s <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-5">
      [5]
     </xref>. But in all these devices the SAW’s propagated on flat surfaces. Lord Rayleigh <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-1">
      [1]
     </xref> published the first analysis of SAW’s on flat surfaces.</p>
    <p>Lord Rayleigh postulated a wave formulism to derive the SAW wave equation. His derivation did not start from the general anisotropic elastic properties of solids. In this study the CISAW’s are derived from basic principles starting with the derivation of the elastic potential energy density. Using this elastic potential energy density, the CISAW wave equation was derived by a variational principle similar to the one used for deriving the Euler Lagrange equations.</p>
    <p>The force on the inside surface of the fiber is zero if the effect of air is neglected. The requirement that the force on the inside surface of the tubular fiber is zero, couples the longitudinal and shear elastic motions. This coupled motion produces Surface Wave modes with EMP’s moving in loops as they propagate along the fiber inside surface.</p>
   </sec>
   <sec id="s4_3">
    <title>4.3. Effect of Gravity</title>
    <p>The Newtonian model of gravity is used in this study. The effect of gravity on the EMP is similar to the effect of gravity on a pendulum bob. The explanation of this effect is as follows: The path of the pendulum is determined by the fixed length pendulum arm. The component of the gravity force on the pendulum bob along its motion changes with the direction of the pendulum bob motion. The gravity force component along the pendulum bob motion changes from a value of zero when the pendulum is moving horizontally at the bottom of its motion to a non-zero value when the pendulum bob moves at an angle to the horizontal direction. The pendulum bob moves down due to the gravity force. At the bottom when the pendulum moves horizontally the gravity force is equal to zero. But at this point the gravity potential energy was transferred to kinetic energy and the pendulum moves up against a gravity force component until it lost its kinetic energy. At the top of the pendulum bob motion gravity again takes over making the pendulum swing down.</p>
    <p>The looping path of the EMP is determined by its inertia and the elastic restoring force it experiences. The effect of gravity on the mass of EMP is similar to the effect of gravity on a pendulum bob. The component of gravity in the direction of the EMP motion also changes as the EMP moves in a loop. At the top and bottom of the loop where the EMP move horizontally the component of the gravity force along the EMP path is zero, and when the EMP moves vertically in the loop the gravity force component along its path is a maximum. Thus the gravity force component along the EMP path is also a wave with the same frequency and wavelength as the CISAW. Thus gravity couples to CISAW’s. The effect of space-time on the EMP is much smaller than the Newtonian effect of gravity described here. It is left to future scientists to calculate the effect of the curvature of space-time on CISAW’s.</p>
    <p>There could be other elastic modes where the EMP motion is not just horizontal or vertical such as in Torsional Elastic Waves where a component of the Newtonian gravity force could couple to the EMP motion. This is for other scientists to investigate.</p>
    <p>In this study the effect of Earth gravity on the propagation of CISAW was derived. In the future this should be re-derived for arbitrary gravitational fields such as the gravity fields associated with gravity waves.</p>
   </sec>
   <sec id="s4_4">
    <title>4.4. Results</title>
    <p>The dispersion relation for the CISAW are calculated from highly non linear equations involving modified Bessel Functions of the second kind. In systems with rectangular symmetry the exponentials, sins and cosines cancel. However, however for the CISAW the modified Bessel Functions of the second kind do not cancel. The results of this papers calculations are: at a frequency of 25.081966 MHz the change ∆k of the wave vector due to the effect of gravity is 4.562951 × 10<sup>−</sup><sup>5</sup> per m. This is 35073 times as large as the change in wave vector ∆ß = 1.301 × 10<sup>−</sup><sup>9</sup> per m with gravity calculated for a light wave propagating in an optical fiber <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-21">
      [21]
     </xref>. At the same frequency less than −60 dB of the displacement amplitude reaches the outside of the fiber if it has an outside diameter of at least 221.949 µm. By comparison the outside diameter of a single mode optical fiber is 125 µm. At a frequency of 25.081966 MHz the group velocity of a CISAW is 2920.95615 m per second, and at the same frequency, the wave vector k is equal to 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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           2 
         </mn> 
         <mi>
           π 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
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          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
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           </mi> 
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           <mi>
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           <mi>
             W 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> = 54,678.0572 per m. The dispersion relation is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig1">
      Figure 1
     </xref>.</p>
   </sec>
   <sec id="s4_5">
    <title>4.5. Suggested Future Work</title>
    <p>First, high purity fused quartz tubular fibers should be fabricated. Next, the transmission properties of CISAW propagating on the inside surface of these tubular fibers calculated in this study need to be measured experimentally. The propagation losses of the CISAW also have to be measured. Fiber couplers for the CISAW, similar to couplers for optical fibers, should be developed.</p>
    <p>Then the effect of Earth gravity on the propagation parameters of CISAW should be measured. This can be done by measuring the propagation properties of CISAW in tubular fibers at different elevations.</p>
    <p>Next, a CISAW interferometer using fiber couplers instead of beam splitters and mirrors need to be designed, built and tested. The construction of the CISAW fiber interferometer is similar to a light fiber interferometer.</p>
    <p>Eventually, a gravity measuring CISAW Interferometer should be designed, constructed and tested first using Earth Gravity. Observe if such an interferometer can detect gravity waves. Finally, construct an array of CISAW based gravity wave sensing Interferometers to detect gravity wave images. These would be Sub-Wavelength images since the gravity wavelength is much larger than the spacing between array elements.</p>
    <p>There are many other applications of CISAW propagating on the inside surface of a tubular fused quartz fiber such as an Acoustic Endoscope which is impervious to body fluids. The CISAW propagating on the inside surface of a tubular fused quartz fiber can also be used in long delay signal processors.</p>
   </sec>
   <sec id="s4_6">
    <title>4.6. Impact on Science</title>
    <p>The group velocity of CISAW’s is much smaller than the velocity of light and the effect of gravity on the wave vector of CISAW’s is much larger than the effect of gravity on the wave vector of light. Therefore, CISAW based gravity detectors would be much smaller than the present km-sized gravity detecting Light Interferometer Gravity-wave Observatory (LIGO) experiment <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-9">
      [9]
     </xref>, Fiber couplers for CISAW similar to couplers in optical fibers can be used instead of beam splitters and mirrors. Since the wavelength of gravity waves are much larger than the spacing between CISAW based detector interferometer array elements, the detection would be sub-wavelength imaging <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-17">
      [17]
     </xref>.</p>
    <p>The Fabre Perot cavity with a 4 km space between mirrors in the LIGO experiment bounces the light beam 300 times in an interferometer arm. Light traveling at the speed of light takes 4.00277 milliseconds to travel through the Fabre Perot structure.</p>
    <p>CISAW’s traveling at a group velocity of 2920.95615 m per second, can traversed an 8 m diameter 50 turn CISAW fiber coil in 0.430214 seconds. This is 107.479 times longer than light traversing a Fabre-Perot cavity in an LIGO arm. Since the outside diameter of the CISAW fiber is 222 micro meters, the 50 turn coil would be 11.1 mm long.</p>
    <p>The thin-piezoelectric-film Acoustic Surface Wave Transducers in the fiber ends used for both generating and detecting the CISAW produce very little noise compared to the lasers used in the LIGO <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137300-9">
      [9]
     </xref> experiment. The loss mechanisms in CISAW are similar to the losses in high purity fused quartz optical fibers. There are also losses due to nonlinear elastic effects. There are losses owing to the coupling of elastic waves to the air, however, the hollow core of the tubular fiber can be evacuated reducing the air losses. It is left to future Scientists to construct gravity wave detecting interferometers using the information derived in this paper.</p>
    <p>An array of CISAW interferometers could for the first time perform gravity wave imaging. This can have a large effect on astronomical observations. It is interesting what future discoveries could be made with a gravity wave imaging system.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s5">
   <title>Acknowledgments</title>
   <p>I thank my wife Marlene Danzig-Kornreich for her suggestions on the text, and for making this paper more understandable to the readers. I also thank her for editing, proofreading, and working together on this manuscript.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>Appendix A</title>
   <p>Performing the variation of Equation (6).</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
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          δ 
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          = 
        </mo> 
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             <mi>
               τ 
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             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
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           <mrow> 
            <msub> 
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               τ 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
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               d 
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              </mi> 
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                a 
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            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
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               d 
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            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mtext>
               d 
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             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
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             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </msub> 
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             </mfrac> 
             <mfrac> 
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                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
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                <mi>
                  γ 
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               </msub> 
              </mrow> 
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                 ∂ 
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               <msub> 
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                  x 
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                <mi>
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                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
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               </mo> 
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                  u 
                </mi> 
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                  α 
                </mi> 
               </msub> 
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              <mrow> 
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                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
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                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
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               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mfrac> 
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               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
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                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  γ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  γ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  γ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mtext> 
          </mtext> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (A1)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a direction cosine not a constant delta function. All except the last terms of Equation (A1), must be integrated by parts. Expanding the first term of Equation (A1).</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>(A2)</p>
   <p>Expanding the 2<sup>nd</sup> term of Equation (A1)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (A3)</p>
   <p>Expanding the 3<sup>rd</sup> term of Equation (A1)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (A4)</p>
   <p>Expanding the 4<sup>th</sup> term of Equation (A1)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>(A5)</p>
   <p>Expanding the 5<sup>th</sup> term of Equation (A1)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (A6)</p>
   <p>Expanding the 6<sup>th</sup> term of Equation (A1)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (A7)</p>
   <p>Expanding the 7<sup>th</sup> term of Equation (A1)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (A8)</p>
   <p>Expanding the 8<sup>th</sup> term of Equation (A1)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (A9)</p>
   <p>Expanding the 9<sup>th</sup> term of Equation (A1)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>(A10)</p>
   <p>Substituting Equation (A2) into the first term of Equation (A1) to demonstrate the integration by parts process used in this study.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mi>
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             </mi> 
             <mtext>
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             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
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              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
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              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
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             <mi>
               ξ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
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          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
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           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
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             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
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             <msub> 
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                u 
              </mi> 
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             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
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             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
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              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
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              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           c 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
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             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
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            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
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            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
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                a 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
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             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
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             <msub> 
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              </mi> 
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              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
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                d 
              </mtext> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
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              <mi>
                u 
              </mi> 
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              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (A11)</p>
   <p>Because the variations 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> are equal to zero at the limit of integration, the first term on the right side of Equation (A11b) is equal to zero. Substituting the first terms of Equations (A2) to (A11) into Equation (A1).</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   δ 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    α 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   δ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   ξ 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    γ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    δ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   δ 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    γ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   δ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   ξ 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    α 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    β 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   δ 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    β 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   δ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   ξ 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    γ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mi>
                    δ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (A12)</p>
   <p>Because the variations in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> are equal to zero at the limit of integration on the surfaces s<sub>α</sub> and s<sub>b</sub>, Equation (A12) is equal to zero. This is similar as was done in Equation (A11). Continuing with the substitution of the remaining terms of Equations (A2) to (A10) into Equation (A1).</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
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                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  γ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
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               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
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                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
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                c 
              </mi> 
              <mrow> 
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               </mi> 
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                 α 
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              </mrow> 
             </msub> 
             <mfrac> 
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                  ∂ 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
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              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
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                  x 
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               </msub> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
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                  x 
                </mi> 
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               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <msub> 
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                  u 
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                  α 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mi>
                 ξ 
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              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
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           c 
         </mi> 
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            β 
          </mi> 
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          <mi>
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          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
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           </mi> 
           <mi>
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          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
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           <mi>
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          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
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          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
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          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
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         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            β 
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          <mi>
            α 
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          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
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           <mi>
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          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
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           <mi>
             u 
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           <mi>
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          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
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          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
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           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
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             u 
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           <mi>
             δ 
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          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
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           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(A13)</p>
   <p>Since the all the quantities in Equation (A13) are scalars one can interchange subscripts.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  γ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
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                  ∂ 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
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                <mi>
                  u 
                </mi> 
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                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
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               </msub> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
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                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
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          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
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          </msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mtext> 
          </mtext> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
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              β 
            </mi> 
            <mi>
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            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
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             <mi>
               β 
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            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
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            </msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
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               δ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
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          <msub> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(A14)</p>
   <p>Factoring out 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
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             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  γ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  γ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(A15)</p>
   <p>Because the variation is arbitrary 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> the fundamental lemma of the Calculus of variation states that the terms in the square bracket multiplying the variation 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> must be equal to zero for Equation (A15) to be equal to zero.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <msup> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(A16)</p>
   <p>Equation (A16) becomes Equation (8).</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>Appendix B</title>
   <p>The gradients, divergence and curl in cylindrical coordinates are:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          · 
        </mo> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           c 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(B1)</p>
   <p>The gradient of the divergent in cylindrical coordinates is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mo>
            · 
          </mo> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mfrac> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(B2)</p>
   <p>The curl of the curl in cylindrical coordinates are:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
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             </mn> 
            </msup> 
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             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mn>
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             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mfrac> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
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               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
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               ∂ 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(B3)</p>
   <p>Calculating 
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         ∇ 
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         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
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        = 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
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        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          · 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
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       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
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        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mo>
            · 
          </mo> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           u 
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       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
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          <mover accent="true"> 
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           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
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           r 
         </mi> 
        </msub> 
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           [ 
         </mo> 
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          </mfrac> 
          <mfrac> 
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            </msub> 
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           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
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              r 
            </mi> 
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          </mfrac> 
          <mo>
            + 
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          <mfrac> 
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             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
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            + 
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          <mfrac> 
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          </mfrac> 
          <mfrac> 
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             <mi>
               r 
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          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
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             <mi>
               r 
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            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
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          </mfrac> 
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          <mfrac> 
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             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
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             <mn>
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            </msup> 
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          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
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          <mfrac> 
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           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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          <mover accent="true"> 
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             ^ 
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         <mi>
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         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
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           </mn> 
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             r 
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          </mfrac> 
          <mfrac> 
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              ∂ 
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            </msub> 
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           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
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            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
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          <mfrac> 
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             <mi>
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            <mo>
              ∂ 
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             </mn> 
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          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
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               r 
             </mi> 
             <mn>
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             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
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               ∂ 
             </mo> 
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             </mn> 
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             </mi> 
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               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
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            <msup> 
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               θ 
             </mi> 
             <mn>
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             </mn> 
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           </mrow> 
          </mfrac> 
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            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
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             </mi> 
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              ∂ 
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            − 
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            </msub> 
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            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
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            + 
          </mo> 
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          </mfrac> 
          <mfrac> 
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           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
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              θ 
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           </mrow> 
          </mfrac> 
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         <mo>
           ] 
         </mo> 
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       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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          + 
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          <mover accent="true"> 
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             ^ 
           </mo> 
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           z 
         </mi> 
        </msub> 
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         <mo>
           [ 
         </mo> 
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          </mfrac> 
          <mfrac> 
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           <mrow> 
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              ∂ 
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            </mi> 
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          </mfrac> 
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            + 
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          <mfrac> 
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           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
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            </msup> 
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          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
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            </msup> 
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          </mfrac> 
          <mfrac> 
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             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
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             </mi> 
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            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
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               θ 
             </mi> 
             <mn>
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             </mn> 
            </msup> 
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          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
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            <msup> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
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             </mn> 
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             </mi> 
             <mi>
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             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
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             <mn>
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            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
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         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(B4)</p>
  </sec><sec id="s8">
   <title>Appendix C</title>
   <p>The strain components in cylindrical coordinates are:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
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           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mrow> 
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            r 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
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          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
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           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mtext> 
        </mtext> 
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         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
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           <mi>
             u 
           </mi> 
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           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
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           r 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
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        </mfrac> 
        <mfrac> 
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            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
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           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           c 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
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            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
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           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
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         <mo>
           ( 
         </mo> 
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          <mfrac> 
           <mrow> 
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              ∂ 
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          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
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            </msub> 
           </mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
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            </msub> 
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           <mrow> 
            <mo>
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          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
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           Σ 
         </mi> 
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          <mi>
            r 
          </mi> 
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         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
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         </mn> 
         <mn>
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         </mn> 
        </mfrac> 
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           ( 
         </mo> 
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          <mfrac> 
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            </msub> 
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           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
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            <mo>
              ∂ 
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            </msub> 
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           <mrow> 
            <mo>
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           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mtext>
           f 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mi>
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          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
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         </mn> 
        </mfrac> 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             r 
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          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
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            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
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             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
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           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(C1)</p>
  </sec><sec id="s9">
   <title>Appendix D</title>
   <p>Recurrence relations for Modified Bessel Functions of the second kind</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
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         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(D1)</p>
   <p>or</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          η 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          η 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(D2)</p>
   <p>Asymptotic approximation of Modified Bessel Functions of the second kind.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
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       <mtd> 
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         <mtext>
           a 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ≈ 
        </mo> 
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             π 
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              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
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           e 
         </mtext> 
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            − 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
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           [ 
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             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
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               1 
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               ( 
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                x 
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             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
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             ( 
           </mo> 
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              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
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                 </mo> 
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                     2 
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                    − 
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                 </mo> 
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                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
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               ( 
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                + 
              </mo> 
              <mfrac> 
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                   η 
                 </mi> 
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                 </mn> 
                </msup> 
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                  − 
                </mo> 
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                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
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                  + 
                </mo> 
                <mo>
                  ⋯ 
                </mo> 
               </mrow> 
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                 ) 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
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         <mtext>
           b 
         </mtext> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mn>
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         </mn> 
        </msub> 
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           ( 
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         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
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          ≈ 
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              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
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        </msqrt> 
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         <mtext>
           e 
         </mtext> 
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            − 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
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         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
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              8 
            </mn> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
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              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
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                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
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                  8 
                </mn> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
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            </mfrac> 
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             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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                − 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
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                  25 
                </mn> 
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               <mrow> 
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                    x 
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                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
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            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
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   <title>NOTES</title>
   <p><sup>1</sup>At this point we change to vector notation which facilitates the use of cylindrical coordinates.</p>
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