多チャンネル計測による弾性波速度と減衰特性の空間分布の同定

多通道测量识别弹性波速度空间分布和衰减特性

基本信息

批准号：
21K04217
负责人：
小林義和
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

AEトモグラフィ法(AET)において、2021年度には、最終的な弾性波速度分布の同定結果に対する弾性波の発信位置の位置標定の分解能の影響を明らかにした。この影響については、以前よりその可能性は指摘されていたものの、従来の波線追跡に基づく方法では要求される計算資源の問題から数値実験等が実施できず、直接その影響を確認することができなかった。本研究では、この数値実験を、波線を直線として仮定し、解析に必要な計算資源を低減することによって実施し、その結果から高い精度で弾性波速度分布を同定するためには、弾性波の発信位置の分解能を向上させる必要があることを示した。これは、結果として波線追跡に基づいた手法においても同様な傾向があることを示しており、要求される計算資源を抑制しつつ、弾性波の発信位置の分解能を向上させる必要があることを示唆する結果となった。また、AETによって実構造物の健全性診断を行うためには、弾性波の到達時刻を精度よく読み取る必要があるが、これを実現するため、よりSN比が高く、到達時刻の読み取りが容易に可能な時系列データを選別し、その選別された時系列データから弾性波の到達時刻を読みだす手法の開発を行った。2022年度には、従来AETにおける逆解析手法として採用されてきた同時反復法に起因して生じる弾性波速度分布の同定誤差を低減させるために、逆解析手法を非線形最小二乗法に変更し、更に観測方程式を線形化する際に弾性波速度分布の弾性波の発信時刻に対する影響を考慮するように定式化を行った。これによって、観測条件が良好ではない場合でも、弾性波速度分布の同定精度が向上することを確認した。計測システムの構築については、構築に必要な機材等が近年続いている半導体不足に伴って広く市場に流通していないことから、手元にある機材で限定的ながらその性能評価等を進めるに留まっている。

在2021财政年度，在最终的弹性波速度分布鉴定结果上阐明了弹性波排放位置的位置方向的影响。尽管已经指出，这种效果以前可能是这种效果，但由于所需的计算资源问题，基于波浪线跟踪的常规方法无法进行数值实验，因此无法直接确认其效果。在这项研究中，该数值实验是通过假设波浪线作为直线并减少分析所需的计算资源来进行的，并且从结果中可以表明，为了高精度识别弹性波速度分布，有必要提高弹性波的发射位置的分辨率。这表明，基于波浪线跟踪的方法也有类似的趋势，这表明需要改善弹性波的发射位置的分辨率，同时抑制所需的计算资源。此外，为了使用AET对真实结构进行健全的诊断，有必要准确读取声波的时间。为了实现这一目标，我们开发了一种方法，可以从所选的时间序列数据中选择较高的SN比率并易于阅读到达时间并读取声波的时间。在2022财年中，为了减少由同时迭代方法引起的弹性波速度分布的识别误差，该方法已被用作AET中的一种反分析方法，将反向分析方法更改为非线性最小二乘方法，并且在弹性波速度分布弹性波弹性时，将公式进一步考虑到弹性波动的影响。这证实，即使观察条件不好，弹性波速度分布的鉴定的准确性也得到了改善。关于测量系统的构建，由于最近的半导体短缺，施工所需的设备尚未在市场上广泛分布，因此我们只继续对目前拥有的设备进行有限的性能评估。