大規模波動解析手法の開発及びコンクリート材料に対する非破壊検査への応用

大规模波浪分析方法发展及其在混凝土材料无损检测中的应用

• 批准号: 14J10235
• 负责人: 丸山 泰蔵
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J10235/
• 关键词: 非破壊検査; 数値シミュレーション; 境界要素法; 非線形超音波; 高調波; 分調波

平成27年度は，閉口き裂に対する検出手法である非線形超音波法に対する基礎的なアプローチとして，数値シミュレーションによる分調波発生現象の再現，及びその原因の考察を行う予定であった．また，境界要素法・有限要素法結合解法の開発を行い，非線形超音波法の非均質材料へのアプローチを見通しの良いものにする予定であった．分調波シミュレーションに関しては，平成26年度中に2次元時間領域境界要素法を用いた数値シミュレーションによって材料内部のき裂に対する分調波発生現象の再現に成功したため，平成27年度はその数値シミュレーション手法を材料表面に存在するき裂に対して拡張すること，及び3次元数値シミュレーションの実行を予定していた．成果としては，先行研究の計測実験において分調波発生現象が報告されている材料表面に存在するき裂に対して数値シミュレーション手法を拡張した．その後，数値シミュレーションを実行し，表面き裂による分調波発生現象の再現に成功した．また，その数値シミュレーションから，自由表面による弾性波の反射とき裂面の接触との相互作用によって，分調波発生現象が起こっていることを示唆する結果が得られた．さらに，平成26年度に行った3次元時間領域境界要素法の高速・効率化の成果を元に，非線形超音波法の数値シミュレーション手法を3次元へと拡張し，材料内部のき裂に対して解析を行った．その結果，有限の奥行き長さを有する2次元の場合と似た形状のき裂モデルに対して，分調波の発生が確認できた．また，奥行き長さが分調波発生現象に与える影響を調べた．非均質材料へのアプローチである境界要素法・有限要素法結合解法の開発に関しては，2次元波動問題に対してGalerkin法を用いた定式化を行い，数値シミュレーションを実行することによって，その妥当性を検証した．

In 2007, the detection method of non-linear ultrasonic method was used to investigate the reproduction of modulated wave generation phenomenon and its causes. In the development of boundary element method and finite element method, the non-linear ultrasonic method is used to solve the problem of inhomogeneous materials. In 2007, the numerical value of the two-dimensional time domain element method was used to determine the number of cracks in the interior of the material. The numerical value of the two-dimensional time domain element method was used to determine the number of cracks in the surface of the material. The results show that the method of measuring and analyzing the phenomenon of modulation wave generation in the surface of the material is improved. After that, the numerical value of the modulation wave was successfully reproduced. The reflection of the acoustic wave from the free surface and the interaction between the crack surfaces are discussed in detail. In 2006, the three-dimensional time domain element method of high-speed and high-efficiency results, non-linear ultrasonic method of numerical value, three-dimensional expansion, internal analysis of the material. As a result, the finite transmission length has a two-dimensional case, and the shape of the transmission is similar to that of the transmission, and the generation of the modulation wave is confirmed. The phenomenon of sub-modulation wave generation and the influence of modulation wave are discussed in detail. The development of boundary element method and finite element method for solving heterogeneous materials is related to the formulation of Galerkin method for two-dimensional ratio problems.

项目成果

2次元時間領域境界要素法を用いた閉口き裂による分調波励起シミュレーション

二维时域边界元法模拟闭合裂纹次谐波激励

• 发表时间: 2015
• 作者: Taizo Maruyama;Takahiro Saitoh;and Sohichi Hirose;土田耕督;土田耕督;丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一
• 通讯作者: 丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一

Transient elastic wave analysis of 3-D large-scale cavities by fast multipole BEM using implicit Runge-Kutta convolution quadrature

使用隐式龙格-库塔卷积求积法通过快速多极边界元法对 3D 大型空腔进行瞬态弹性波分析

• DOI: 10.1016/j.cma.2016.02.002
• 发表时间: 2016
• 期刊: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering
• 影响因子: 7.2
• 作者: Taizo Maruyama;Takahiro Saitoh;Tinh Quoc Bui;and Sohichi Hirose
• 通讯作者: and Sohichi Hirose

Numerical Simulation of Nonlinear Ultrasonic Wave Generation by an Interface Crack of Bi-material

双材料界面裂纹产生非线性超声波的数值模拟

• 发表时间: 2014
• 作者: Taizo Maruyama;Takahiro Saitoh;and Sohichi Hirose
• 通讯作者: and Sohichi Hirose

Fast Time-domain BEM for Three-dimensional Crack Problems

三维裂纹问题的快速时域边界元法

• 发表时间: 2015
• 作者: Taizo Maruyama;Takahiro Saitoh;and Sohichi Hirose
• 通讯作者: and Sohichi Hirose

時間領域境界要素法を用いた2次元分調波励起シミュレーション

时域边界元法二维次谐波励磁仿真

• 发表时间: 2015
• 作者: Taizo Maruyama;Takahiro Saitoh;and Sohichi Hirose;土田耕督;土田耕督;丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一;丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一
• 通讯作者: 丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一