Advanced steady-state scattering analysis for nonlinear ultrasonic testing based on contact of crack faces
| Project/Area Number |
19K15077
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
Maruyama Taizo 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (90778177)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | 弾性波 / 非線形超音波法 / 接触音響非線形性 / 境界要素法 / 調和バランス法 / 高調波 / 分調波 / H行列 / 非破壊検査 |
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| Outline of Research at the Start |
これまでに開発してきた調和バランス-境界要素法を半無限弾性体中の表面き裂，及び3次元問題へ拡張する．3次元問題ではき裂面に対する新たな境界モデルを開発し，大規模問題への対応のため高速化を施す．調和バランス-境界要素法は連立非線形方程式を解く必要があり，その求解の計算量が支配的となる．そのために必要な逆行列演算に対して，行列の特性を活かした高速化手法の検討を行う．
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we improved a numerical method for nondestructive evaluation for cracks in structures and machines. Specifically, we extended a harmonic balance-boundary element method (HB-BEM) into wave scattering by 2-D surface cracks and 3-D interior cracks to solve realistic problems. Furthermore, the H-matrix method was applied to the HB-BEM to solve large-scale problems.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究成果によって，材料表面のき裂を含む系の共振特性とき裂面の接触の相互作用によって分調波共振が発生することが数値解析モデルの中で確認できた．そのため，これまでの非線形超音波法で不明確だった分調波発生現象について非線形動力学の観点から調べられる数値解析手法を提案し，解析結果によるメカニズムの説明ができたと考えられる．また，非線形境界値問題に対してもH行列法は計算効率改善に一定の効果があることが確かめられた．
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Report
(4 results)
Research Products
(12 results)
