計算知能技術と電磁場逆解析の統合化による渦電流探傷法の高度化に関する研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10680493
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 小島 史男 神戸大学, 自然科学研究科, 教授 (70234763)
• 研究分担者: 久保田 直行 福井大学, 工学部, 助教授 (30298799)
• キーワード: 原子力工学 / 非破壊検査 / 材料評価 / 逆問題 / ソフトコンピューテイング / 保全工学 / システム情報処理 / モデリング

研究概要

研究最終年度においては、ECT信号より、き裂の定量評価をおこなうための逆解析手法の開発を行い、以下の手順で研究を実施した。
1.有限要素境界要素併用法による渦電流探傷の解析モデルをもとに、データベースを援用した各種欠陥形状に対するコイルインピーダンス変化を高速に解析する数値解法を開発した。
2.IGA/SCC等の自然き裂のモデリングを行い、進化型計算手法による自然き裂の推定計算アルゴリズムを開発し、その有効性について検証した。
3.自然き裂に関する国際ベンチマーク問題に適用し、開発された計算手法の精度評価を実施した。
その結果以下の成果が得られた。
1.蒸気伝熱管に発生するき裂の進展方向、深さ形状、長さの特徴をECT信号から十分な精度で定量的に復元可能であることがベンチマーク問題への適用結果から明らかとなった。
2.数値計算アルゴリズムの高速化解法を適用することにより、通常の計算機資源を用い、短時間で非破壊評価が実現できることを示した。
3.新しい進化型計算アルゴリズムを導入することにより、複数き裂などの自然き裂の複雑な状況にも対応できる推定機構を実現した。
結論として、簡略化ファジィ推論(FS)、遺伝的アルゴリズム(GA)、遺伝的プログラミング(GP)、共進化アルゴリズム等の計算知能化技術を電磁場逆解析法と統合化することにより、渦電流探傷法による欠陥信号の高精度化に関して一定の成果が得られた。本研究では、渦電流探傷法の高度化に関して、それを支援する計算環境の面から研究をすすめた。ここで開発された新しい解析技術を実プラントへ適用していくには、今後測定環境と計算環境のネットワーク化等、仮想プラントの構築をはじめとしたさらなるソフトウエア技術を押し進める必要がある。ここで提案されたいくつかの計算法は各種ベンチマーク問題で所定の推定精度を獲得しており、これらの成果は、今後渦電流探傷の検査自動化技術の実現に大いに寄与するものと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] 小島史男: "正則化逆解析法による高温超伝導量子干渉素子を用いた導体欠陥の位置・形状同定"日本AEM学会誌. 8・1. 9-15 (2000)
• [文献書誌] Fumio KOJIMA: "Computational method for crack shape reconstruction of steam generator tubes using method of mappings"Studies in Applied Electromagnetics and Mechanics. 17. 181-188 (2000)
• [文献書誌] Fumio KOJIMA: "Data recovering technique for superconducting quantum interference device and its application to nondestructive evaluation"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 19-B. 1955-1962 (2000)
• [文献書誌] Fumio KOJIMA: "Quantitative nondestructive evaluation of material defect using GP-based fuzzy inference system"Proceedings of IECON. (e-book). (2000)
• [文献書誌] Fumio KOJIMA: "Fast recovering algorithm for crack shape of steam generator tubes using geometric approach"Inverse Problems in Engineering Mechanics II. 229-238 (2000)
• [文献書誌] Fumio KOJIMA: "Defect shape recovering for electromagnetic problem using HTS-SQUID gradiometer"Inverse Problems in Engineering Mechanics II. 449-457 (2000)
• [文献書誌] H.T.BANKS: "Boundary shape identification in two-dimensional electrostatic problems using SQUIDs"Journal of Inverse and III-posed Problems. 8・5. 487-504 (2000)
• [文献書誌] Fumio KOJIMA: "Identification of crack profiles using genetic programming and fuzzy inference"Journal of Materials Processing Technology. 108. 263-267 (2001)
• [文献書誌] Fumio KOJIMA: "Defect profiles identification of conducting materials using HTS-SQUID gradiometer with multiple frequencies"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 20(掲載決定). (2001)
• [文献書誌] Fumio KOJIMA: "Crack profiles identification of steam generator tubes in PWR plants using database"Studies in Applied Electromagnetics and Mechanics. (掲載決定). (2001)
• [文献書誌] 小島史男: "パラメータ推定による超伝導量子干渉計を用いた定量的非破壊評価計算法(第2報)周波数応答による深さ方向欠陥形状同定"日本機械学会論文集(C編). (掲載決定). (2001)