Development of simulator of ultrasonic waves in inhomogeneous and anisotropic body

非均匀各向异性体超声波模拟器的研制

基本信息

  • 批准号:
    13555128
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This research project aims at developing a numerical simulation tool of ultrasonic waves for accurate and efficient ultrasonic nondestructive evaluation of an inhomogeneous and anisotropic elastic solid. In simulation of ultrasonic waves, the numerical method has to be designed taking account of the following advantages; high accuracy and efficient computational cost, being capable of arbitrary shaped defects and outer boundaries, and mathematical modeling of all wave processes from transmission to receipt in ultrasonic testing. Using numerical data in simulation, an inverse analysis method also needs to be developed for visualization of defect shapes. For these purposes, intensive research has been done for the following subjects.1.Improvement of programming code of boundary element analysis for inhomogeneous and anisotropic elastic solid.A BEM code for scattering analysis of elastic waves in anisotropic elastic solid has been improved by carrying out the integration scheme more efficiently and using far-field expressions. Also a fast multiple boundary element nethod has been developed.2.Modeling of ultrasonic testing and development of combined method of BEM and ray theoryUltrasonic testing has been modeled by individual wave processes based on the time invariant linear system. For scattering process which is one of wave processes in ultrasonic testing, a combined method of BEM and Gaussian beam theory has been developed.3.Inverse scattering analysis in anisotropic solid.Linearized inverse scattering analysis has been developed for ultrasonic waves in anisotropic elastic solid and its applicability has been discussed.4.Ultrasonic testing for anisotropic elastic solid.Ultrasonic testing for high performance steel has been done to investigate the effect of acoustically anisotropic property on ultrasonic waves in steel.
本研究旨在开发一种超声波数值模拟工具,以实现对非均匀各向异性弹性固体的准确、高效的超声无损检测。在超声波模拟中,数值方法的设计必须考虑以下优点:高精度和有效的计算成本,能够处理任意形状的缺陷和外边界,以及超声检测中从发射到接收的所有波过程的数学模型。在模拟中使用数值数据,还需要开发用于可视化缺陷形状的逆分析方法。本文主要研究了以下几个方面的问题:1.非均匀各向异性弹性体边界元程序的改进本文改进了各向异性弹性体中弹性波散射问题的边界元程序,提高了程序的积分效率,并采用了远场表达式。2.超声检测建模及边界元与射线理论结合方法的建立基于时不变线性系统的超声检测模型是由单个波过程建立的。对于超声检测中的波过程之一的散射过程,提出了一种边界元法与高斯梁理论相结合的方法; 3.各向异性固体中的逆散射分析.对各向异性弹性固体中的超声波进行了线性化逆散射分析,并讨论了其适用性; 4.各向异性弹性固体中的超声检测.对高性能钢进行了超声检测,研究了钢中声学各向异性对超声波的影响。

项目成果

期刊论文数量(80)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
S.Hirose, Ch.Zhang, C.-Y.Wang: "A comparative study on two time-domain BEM/BIEM for transient dynamic crack analysis of anisotropic solids"Proc. of International Conference on Boundary Element Techniques. (2002)
S.Hirose,Ch.Zhang,C.-Y.Wang:“用于各向异性固体瞬态动态裂纹分析的两种时域 BEM/BIEM 的比较研究”Proc。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.Hirose: "A review of ultrasonic nondestructive testing for structural materials"Proc.of the Symposium on Environmental Issues Related to Infrastructure Development (JSPS Symposium 2003). 497-506 (2003)
S.Hirose:“结构材料超声波无损检测综述”基础设施发展相关环境问题研讨会(JSPS 研讨会 2003)的会议记录。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.Hirose, A.Izumi: "BEM analysis of crack growth in anisotropic solids"Proc.of the Fourth Regional Symposium on Infrastructure Development in Civil Engineering (RSID4). 123-130 (2003)
S.Hirose、A.Izumi:“各向异性固体中裂纹扩展的 BEM 分析”第四届土木工程基础设施发展区域研讨会 (RSID4) 的会议记录。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y.Hara, S.Hirose: "Inverse scattering analysis for a defect in a plate"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation 21.(D.O.Thomoson and D.B : Chimenti (eds.))(AIP). 91-98 (2002)
Y.Hara、S.Hirose:“板中缺陷的逆散射分析”定量无损评估进展回顾 21。(D.O.Thomoson 和 D.B:Chimenti(编辑))(AIP)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Saitoh: "A. Gunawan and S. Hirose, Application of fast multipole boundary element method to scattering analysis of SH waves by a lap joint"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation 22,(D.O.Thompson and D.E.Chimenti (eds.)),(AIP). 1103
T.Saitoh:“A. Gunawan 和 S. Hirose,快速多极边界元法在搭接接头 SH 波散射分析中的应用”定量无损评估进展回顾 22,(D.O.Thompson 和 D.E.Chimenti(编辑))
  • DOI:
  • 发表时间:
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ESTIMATION OF WATER PONDING ON STEEL PLATE ATTACHED TO THE BOTTOM SURFACE OF REINFORCED CONCRETE SLAB OF HIGHWAY BRIDGES
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    TACHIBANA Hajime;HIROSE Sohichi;FURUKAWA Akira;NAKAMOTO Keisuke
  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    TAKEDA Haruhiko;SAITOH Takahiro;HIROSE Sohichi;斎藤隆泰・松原江里・廣瀬壮一;斎藤隆泰・石黒明日海・木本和志・中畑和之;竹田晴彦・福島輝宙・斎藤隆泰;斎藤隆泰;中島未椰・塚越勇真・斎藤隆泰・加藤毅;中島未椰・斎藤隆泰・加藤毅;斎藤隆泰・笹岡真次・川上真穂・廣瀬壮一;斎藤隆泰;斎藤隆泰;中畑和之・中村悠人・丸山泰蔵・斎藤隆泰;笹岡真次・斎藤隆泰・廣瀬壮一;豊田哲志・斎藤隆泰・加藤毅・廣瀬壮一;中島未椰・小西裕貴・斎藤隆泰・加藤毅;斎藤隆泰・豊田哲志・中畑和之;豊田哲志・斎藤隆泰・中畑和之;斎藤隆泰・笹岡真次・廣瀬壮一;斎藤隆泰
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    TAKEDA Haruhiko;SAITOH Takahiro;HIROSE Sohichi;斎藤隆泰・松原江里・廣瀬壮一;斎藤隆泰・石黒明日海・木本和志・中畑和之
  • 通讯作者:
    斎藤隆泰・石黒明日海・木本和志・中畑和之
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    TAKEDA Haruhiko;SAITOH Takahiro;HIROSE Sohichi;斎藤隆泰・松原江里・廣瀬壮一;斎藤隆泰・石黒明日海・木本和志・中畑和之;竹田晴彦・福島輝宙・斎藤隆泰;斎藤隆泰;中島未椰・塚越勇真・斎藤隆泰・加藤毅;中島未椰・斎藤隆泰・加藤毅;斎藤隆泰・笹岡真次・川上真穂・廣瀬壮一
  • 通讯作者:
    斎藤隆泰・笹岡真次・川上真穂・廣瀬壮一

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    26870269
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 2.75万
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知道了