• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Imaging system of internal flaws and inclusions in concrete material using ultrasonic and electromagnetic array probes

Research Project

Project/Area Number 22360179
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Structural engineering/Earthquake engineering/Maintenance management engineering
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

NAKAHATA Kazuyuki  愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (20380256)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) OKAZAKI Shin-ichiro  愛媛大学, 理工学研究科, 講師 (30510507)
Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2011: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2010: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000)
Keywords非破壊検査 / コンクリート / 電磁波 / 超音波 / 電磁界有限積分法(EMFIT) / 動弾性有限積分法(EFIT) / 欠陥再構成 / 全波形サンプリング処理(FSAP)方式 / 全波形サンプリング処理方式(FSAP)
Research Abstract

In this research, a novel nondestructive imaging method in concrete material was developed by means of both ultrasonic and electromagnetic waves. Here, we proposed a phased array imaging technique which makes use of scattered waves of ultrasonic and electromagnetic waves, measured by every two-element combination as a pulser and a receiver, to synthesize high amplitude beams for any points in an inspection area. To validate this full-waveforms sampling and processing (FSAP), the numerical simulation based on the finite integration technique (FIT) and experimental measurement of ultrasonic and electromagnetic waves were performed. Using the FSAP technique, we demonstrated shape reconstructions of internal voids and corrosion parts of reinforced steel bars in concrete specimens. Furthermore, a computation method with a graphics processing unit (GPU) was introduced to execute the FSAP at high speed. We integrated our imaging method into a platform, and showed a prototype of aportable nondestructive imaging system.

Report

(4 results)
  • 2012 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (62 results)

All 2013 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (26 results) (of which Peer Reviewed: 15 results) Presentation (31 results) Book (1 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] 超音波シミュレーションときずの画像化への応用2013

    • Author(s)
      廣瀬壮一, 中畑和之
    • Journal Title

      非破壊検査

      Volume: Vol.62(1) Pages: 21-28

    • NAID

      10031147223

    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Journal Article] EMFIT を用いた電磁波の伝搬解析とアレイアンテナを用いた鉄筋の映像化シミュレーションへの応用2012

    • Author(s)
      中畑和之, 中 民矢, 飯田洋志, 石井 武, 松田吉人
    • Journal Title

      コンクリート構造物の非破壊検査論文集

      Volume: Vol.4 Pages: 253-262

    • Related Report
      2012 Final Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 低周波アレイ探触子を用いた FSAP 方式によるコンクリート中の空洞欠陥の超音波映像化2012

    • Author(s)
      中畑和之, 川村 郡, 岡崎慎一郎, 廣瀬壮一
    • Journal Title

      コンクリート構造物の非破壊検査論文集

      Volume: Vol.4 Pages: 105-114

    • Related Report
      2012 Final Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GPU 計算を用いたイメージベース EFIT の高速化と超音波計測による解析妥当性の検証2012

    • Author(s)
      中畑和之, 田中貴之
    • Journal Title

      土木学会論文集 A2(応用力学)

      Volume: Vol.68, No.2

    • NAID

      130004557263

    • Related Report
      2012 Final Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reconstruction of Flaws in Heterogeneous Media Using Image-Based FIT and Time Reversal Approach2012

    • Author(s)
      K. Nakahata and K. Kimoto
    • Journal Title

      Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering

      Volume: 6 Issue: 6 Pages: 771-781

    • DOI

      10.1299/jmmp.6.771

    • NAID

      130002072535

    • ISSN
      1880-9871
    • Related Report
      2012 Annual Research Report 2012 Final Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simulation of Ultrasonic and Electromagnetic Wave Propagation for Nondestructive Testing of Concrete Using Image-Based FIT2012

    • Author(s)
      K. Nakahata, K. Terada, T. Kyoya, M. Tsukino and K. Ishii
    • Journal Title

      Journal of Computational Science and Technology

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 28-37

    • DOI

      10.1299/jcst.6.28

    • NAID

      130002077679

    • ISSN
      1881-6894
    • Related Report
      2012 Annual Research Report 2012 Final Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Real-time image-based FIT simulation using GPU computing and its application to nondestructive testing2012

    • Author(s)
      K. Nakahata, K. Kimoto
    • Journal Title

      Proceedings of the 6th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2012)

    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Journal Article] Acceleration of the 3D image-based FIT with an explicit parallelization approach2012

    • Author(s)
      K. Nakahata, S. Ichikawa, T. Saitoh and S. Hirose
    • Journal Title

      Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation

      Volume: Vol.31 Pages: 769-776

    • DOI

      10.1063/1.4716303

    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Journal Article] コンクリート中を伝搬する超音波のモデル化と欠陥の映像化シミュレーション2012

    • Author(s)
      中畑和之
    • Journal Title

      超音波 TECHNO

      Volume: 第24巻, 第2号 Pages: 72-76

    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Journal Article] EMFITを用いた電磁波の伝搬解析とアレイアンテナを用いた鉄筋の映像化シミュレーションへの応用2012

    • Author(s)
      中畑和之
    • Journal Title

      コンクリート構造物の非破壊検査論文集

      Volume: 4 Pages: 253-262

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 低周波アレイ探触子を用いたFSAP方式によるコンクリート中の空洞欠陥の超音波映像化2012

    • Author(s)
      中畑和之
    • Journal Title

      コンクリート構造物の非破壊検査論文集

      Volume: 4 Pages: 105-114

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GPU計算を用いたイメージベースEFITの高速化と超音波計測による解析妥当性の検証2012

    • Author(s)
      中畑和之
    • Journal Title

      土木学会論文集A2(応用力学)

      Volume: 68(2)

    • NAID

      130004557263

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] イメージベースモデリングによる超音波伝搬シミュレーション2011

    • Author(s)
      中畑和之
    • Journal Title

      日本 音響学会誌

      Volume: 第67巻, 7号 Pages: 273-278

    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Journal Article] 有限積分法(FIT)のイメージベース波動伝搬シミュレーションへの応用2011

    • Author(s)
      中畑和之, 高田恭兵
    • Journal Title

      非破壊検査

      Volume: 第60巻, 第4号 Pages: 204-209

    • NAID

      10028117592

    • Related Report
      2012 Final Research Report 2010 Annual Research Report
  • [Journal Article] 斜角探傷用アレイ探触子を用いた FSAP方式による内部欠陥の超音波画像化2011

    • Author(s)
      中畑和之, 竹内裕幸, 木本和志
    • Journal Title

      日本機械学会論文集

      Volume: A 編, 77巻, 779号 Pages: 106-116

    • NAID

      130001049779

    • Related Report
      2012 Final Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A flaw reconstruction method in heterogeneous media with image-based FIT and time reversal approach2011

    • Author(s)
      K. Nakahata and K. Kimoto
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2011

      Volume: OS02F026

    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Journal Article] Simulation of ultrasonic- and electromagnetic-wave nondestructive testings for concrete with image based FIT2011

    • Author(s)
      T. Iga, K. Nakahata, M. Isshiki and S. Ido
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2011

      Volume: OS11F081

    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Journal Article] Image-based FIT modeling for coupled elastodynamic and acoustic problems2011

    • Author(s)
      K. Takata, K. Nakahata, F. Schubert and B. Koehler
    • Journal Title

      Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation

      Volume: Vol.30 Pages: 720-727

    • DOI

      10.1063/1.3591920

    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Journal Article] 3-D image-based simulation for ultrasonic wave propagation in heterogeneous and anisotropic materials2011

    • Author(s)
      K. Nakahata, F. Schubert and B. Koehler
    • Journal Title

      Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation

      Volume: Vol.30 Pages: 51-58

    • DOI

      10.1063/1.3591839

    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Journal Article] 斜角探傷用アレイ探触子を用いたFSAP方式による内部欠陥の超音波画像化2011

    • Author(s)
      中畑和之, 竹内裕幸, 木本和志
    • Journal Title

      日本機械学会論文集A編

      Volume: 77(779) Pages: 106-116

    • NAID

      130001049779

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 有限積分法(FIT)のイメージベース波動伝搬シミュレーション2011

    • Author(s)
      中畑和之
    • Journal Title

      非破壊検査

      Volume: 60 Pages: 204-207

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 3-D image-based simulation for ultrasonic wave propagation in heterogeneous and anisotropic materials2011

    • Author(s)
      K.Nakahata, F.Schubert, B.Koehler
    • Journal Title

      Review of Quantitative Nondestructive Evaluation

      Volume: 30 Pages: 51-58

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Journal Article] 全波形サンプリング処理(FSAP)方式を用いた逆散乱イメージング法による欠陥の超音波2010

    • Author(s)
      中畑和之, 上甲智史, 廣瀬壮一
    • Journal Title

      応用力学論文集

      Volume: Vol.13 Pages: 89-97

    • Related Report
      2012 Final Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 全波形サンプリング処理方式を利用した散乱振幅からの欠陥再構成2010

    • Author(s)
      中畑和之, 平田正憲, 廣瀬壮一
    • Journal Title

      非破壊検査

      Volume: Vol.59, No.6 Pages: 277-283

    • NAID

      10026320467

    • Related Report
      2012 Final Research Report 2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] イメージベース波動伝搬シミュレーションと超音波探傷法のモデル化への応用2010

    • Author(s)
      中畑和之, 徳永淳一, 廣瀬壮一
    • Journal Title

      非破壊検査

      Volume: Vol.59, No.5 Pages: 231-238

    • NAID

      10026320412

    • Related Report
      2012 Final Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 全波形サンプリング処理(FSAP)方式を用いた逆散乱イメージング法による欠陥の超音波映像化2010

    • Author(s)
      中畑和之, 上甲智史, 廣瀬壮一
    • Journal Title

      応用力学論文集

      Volume: 13 Pages: 89-97

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] イメージベース波動伝搬解析による非均質異方性材料中の超音波伝搬シミュレーション2013

    • Author(s)
      紙田聖也, 菅原弘貴, 中畑和之
    • Organizer
      土木学会四国支部技術研究発表会
    • Place of Presentation
      松山
    • Year and Date
      2013-05-11
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] 全波形サンプリング処理方式による電磁波レーダ法の高精度化に関する検討2013

    • Author(s)
      松本大史, 伊賀達郎, 岡崎慎一郎, 中畑和之
    • Organizer
      土木学会四国支部技術研究発表会
    • Place of Presentation
      松山
    • Year and Date
      2013-05-11
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] GPU 計算を実装した全波形サンプリング処理(FSAP)方式の開発とコンクリートの超音波映像化への応用2013

    • Author(s)
      堀口貴志, 川村郡, 岡崎慎一郎, 中畑和之
    • Organizer
      土木学会四国支部技術研究発表会
    • Place of Presentation
      松山
    • Year and Date
      2013-05-11
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] 全波形サンプリング処理(FSAP)方式を応用した電磁波レーダ法による鉄筋再構成に関する検討2013

    • Author(s)
      伊賀達郎, 松本大史, 中畑和之
    • Organizer
      第62回理論応用力学講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2013-03-07
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] 低周波アレイ探触子を用いたコンクリート中の空隙の超音波イメージング2013

    • Author(s)
      中畑和之, 川村郡, 廣瀬壮一
    • Organizer
      平成24 年度第5回アコースティックイメージング研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2013-02-19
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] 非均質異方性材料中の超音波伝搬の有限要素・差分モデルに関する検討2013

    • Author(s)
      中畑和之, 斎藤隆泰, 廣瀬壮一
    • Organizer
      第20回超音波による非破壊評価シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2013-01-28
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] コンクリート中を伝搬する超音波のモデル化と内部ボイドのアレイ映像化に関する研究2013

    • Author(s)
      川村郡, 矢野智之, 中畑和之, 廣瀬壮一
    • Organizer
      第20回超音波による非破壊評価シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2013-01-28
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] コンクリート中を伝搬する超音波のモデル化と内部ボイドのアレイ映像化に関する研究2013

    • Author(s)
      川村郡(中畑和之)
    • Organizer
      第20回超音波による非破壊評価シンポジウム講演論文集
    • Place of Presentation
      東京都
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 低周波アレイ探触子を用いたコンクリート中の空隙の超音波イメージング2013

    • Author(s)
      中畑和之
    • Organizer
      超音波研究会(アコースティックイメージング、一般)
    • Place of Presentation
      東京都
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Application of real time image-based FIT to simulations of nondestructive testing2012

    • Author(s)
      K. Nakahata
    • Organizer
      2nd International Conference on Computational Design in Engineering (CODE)
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2012-11-14
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] Image-based FIT simulations for ultrasonic and electromagnetic wave propagations and their experimental verifications2012

    • Author(s)
      K. Nakahata, T. Matsumoto, T. Yano
    • Organizer
      2nd International Conference on Computational Design in Engineering (CODE)
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2012-11-14
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] アルタイム波動伝搬シミュレータを援用した時間反転法による欠陥の映像化2012

    • Author(s)
      中畑和之, 木本和志, 廣瀬壮一
    • Organizer
      JSNDI 秋季講演大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2012-10-22
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] 低周波アレイ探触子による非均質材料内部の空隙の超音波画像化2012

    • Author(s)
      矢野智之, 川村郡, 中畑和之, 岡崎慎一郎
    • Organizer
      土木学会 第67回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      名古
    • Year and Date
      2012-09-05
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] Image-based FIT simulations for for nondestructive testing of concrete and its validation by electromagnetic wave measurement2012

    • Author(s)
      K. Nakahata, T. Matsumoto, T. Iga
    • Organizer
      6th Korea-Japan Workshop on Computational Mechanics
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      2012-05-31
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] GPU 計算による非破壊検査のための超音波イメージングの高速化2012

    • Author(s)
      中畑和之, 斎藤隆泰, 廣瀬壮一
    • Organizer
      第17回計算工学講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-05-30
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] 電磁界有限積分法による電磁波レーダ法の 3 次元モデリング2012

    • Author(s)
      松本大史, 伊賀達郎, 中畑和之
    • Organizer
      土木学会四国支部技術研究発表会
    • Place of Presentation
      高知
    • Year and Date
      2012-05-19
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] 低周波アレイ探触子を用いた FSAP 方式による非均質材料内部の欠陥画像化2012

    • Author(s)
      矢野智之, 川村郡, 中畑和之
    • Organizer
      土木学会四国支部技術研究発表会
    • Place of Presentation
      高知
    • Year and Date
      2012-05-19
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] GPU 計算によるリアルタイム波動伝搬シミュレーション2012

    • Author(s)
      田中貴之, 中畑和之
    • Organizer
      第19回超音波による非破壊評価シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2012-01-26
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] GPGPU を用いた欠陥再構成処理の高速化2012

    • Author(s)
      渡邉 怜, 中畑和之
    • Organizer
      第19回超音波による非破壊評価シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2012-01-26
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] 全波形サンプリング処理方式によるコンクリート内部の欠陥画像化に関する基礎的検討2012

    • Author(s)
      川村郡, 中畑和之, 廣瀬壮一
    • Organizer
      第19回超音波による非破壊評価シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2012-01-26
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] Real-time image-based FIT simulation using GPU computing and its application to nondestructive testing2012

    • Author(s)
      K. Nakahata
    • Organizer
      6th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2012)
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] GPU計算による非破壊検査のための超音波イメージングの高速化2012

    • Author(s)
      中畑和之
    • Organizer
      第17回計算工学講演会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 全波形サンプリング処理(FSAP)方式のコンクリート電磁波・超音波検査への応用2011

    • Author(s)
      中畑和之, 伊賀達郎, 川村郡, 廣瀬壮一
    • Organizer
      JSNDI 秋季講演大会
    • Place of Presentation
      淡路
    • Year and Date
      2011-10-19
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] 全波形サンプリング処理(FSAP)方式のコンクリート電磁波・超音波検査への応用2011

    • Author(s)
      中畑和之, 伊賀達郎, 川村郡, 廣瀬壮一
    • Organizer
      日本非破壊検査協会秋季講演大会
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場
    • Year and Date
      2011-10-19
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 電磁界有限積分法(EMFIT)による電磁波レーダ法のモデリング, 伊賀達郎2011

    • Author(s)
      中畑和之
    • Organizer
      土木学会 第66回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      松山
    • Year and Date
      2011-09-07
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] 全波形サンプリング処理(FSAP)方式による固体中の欠陥形状の再構成2011

    • Author(s)
      川村郡, 中畑和之
    • Organizer
      土木学会 第66回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      松山
    • Year and Date
      2011-09-07
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] 電磁波非破壊探査のためのイメージベースFITに関する検討2011

    • Author(s)
      伊賀達郎, 中畑和之
    • Organizer
      第16回日本計算工学会
    • Place of Presentation
      東京大学柏キャンパス
    • Year and Date
      2011-05-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 電磁界有限積分法(EMFIT)による電磁波非破壊検査のシミュレーション2011

    • Author(s)
      伊賀達郎, 中畑和之
    • Organizer
      土木学会四国支部技術研究発表会
    • Place of Presentation
      高松
    • Year and Date
      2011-05-14
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] 全波形サンプリング処理(FSAP)方式による金属・非金属の超音波イメージング2011

    • Author(s)
      川村郡, 竹内裕行, 中畑和之
    • Organizer
      土木学会四国支部技術研究発表会
    • Place of Presentation
      高松
    • Year and Date
      2011-05-14
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] 超音波アレイ探触子を用いた非均質材料中の欠陥映像化の試み2011

    • Author(s)
      中畑和之, 木本和志
    • Organizer
      第60回理論応用力学講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-03-09
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] 超音波アレイ探触子を用いた非均質材料中の欠陥映像化の試み2011

    • Author(s)
      中畑和之
    • Organizer
      第60回理論応用力学講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2011-03-09
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Book] Ultrasonic waves(分担chapter 3)2012

    • Author(s)
      K.Nakahata, N.Kono
    • Publisher
      InTech
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.mech.cee.ehime-u.ac.jp

    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Remarks] 研究紹介

    • URL

      http://www.mech.cee.ehime-u.ac.jp

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.mech.cee.ehime-u.ac.jp

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.mech.cee.ehime-u.ac.jp

    • Related Report
      2010 Annual Research Report

URL: 

Published: 2010-08-23   Modified: 2019-07-29  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi