Construction of digital twin nondestructive evaluation for laser ultrasonic visualization testing

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本研究は，申請書に書かれているように4つの研究目的と内容に分かれている．当該年度の実績を，各項目毎に記述する．A)デジタルツインのための弾性波動伝搬シミュレーターの開発：アイソジオメトリック解析を用いた時間領域境界要素法を作成し，高度化することを行った．また時間反転法収束のための超音波シミュレーションコードも作成した．B)弾性波動伝搬シミュレーターによるビッグデータ生成：上記A)等で開発した弾性波動伝搬シミュレーターを用いて，仮想空間上での超音波シミュレーションを多数回実行し，後のC),D)等で援用できるようなビッグデータを作成した．これらはデータの増強を目的としていることもあり，1年目から適宜行っている．C)レーザー超音波可視化試験(LUVT)とAIの融合：LUVTでは，レーザー照射面における超音波伝搬を可視化することができる．そこで，本研究では，これら可視化結果を大量に集め，それらの深層学習を行うことで，LUVTにAIを融合させた．ただし，学習データは，適宜，データ拡張を行うことで，データを増強している．まだVGG16やResNet等の，既存の画像認識で使われた重みを利用する転移学習やファイチューニングを行うことで，AIの高度化を図った．本結果は論文に投稿・掲載され一定の成果を得いている．D)AIを活かした逆解析手法の開発：先進超音波探傷法の1つとしてアレイ探傷法が知られている．アレイ探傷法は，複数の素子で超音波を送受信することができ，効率的に検査を実施することができる．本研究では，2次元スカラー波動問題や，2次元異方性面外波動問題等を対象に，A), B)で開発した弾性波動伝搬シミュレーターを用いてアレイ探傷法に対する数値シミュレーションを行い，それらの結果を深層学習させることで欠陥の位置や大きさを推定するAIを開発した．論文に投稿・掲載され，一定の成果を得ている．