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Defect reconstruction in a two-dimensional semi-analytical waveguide model via derivative-based optimization

  • This paper considers an indirect measurement approach to reconstruct a defect in a two-dimensional waveguide model for a non-destructive ultrasonic inspection via derivative-based optimization. The propagation of the mechanical waves is simulated by the scaled boundary finite element method that builds on a semi-analytical approach. The simulated data are then fitted to given data associated with the reflected waves from a defect which is to be reconstructed. For this purpose, we apply an iteratively regularized Gauss-Newton method in combination with algorithmic differentiation to provide the required derivative information accurately and efficiently. We present numerical results for three kinds of defects, namely, a crack, delamination, and corrosion. The objective function and the properties of the reconstruction method are investigated. The examples show that the parameterization of the defect can be reconstructed efficiently as well as robustly in the presence of noise.

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Autor*innen:Jannis BullingORCiD, B. Jurgelucks, Jens PragerORCiD, A. Walther
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):The Journal of the Acoustical Society of America
Jahr der Erstveröffentlichung:2022
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.4 Akustische und elektromagnetische Verfahren
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:AIP Publ.
Verlagsort:Melville, NY
Jahrgang/Band:152
Ausgabe/Heft:2
Erste Seite:1217
Letzte Seite:1229
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Corrosion; Finite-element analysis; MATLAB; Materials analysis; Mechanical waves; Newton Raphson method; Nondestructive testing techniques; Symbolic computation; Ultrasonic testing
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
DOI:10.1121/10.0013574
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-565485
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:14.12.2022
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:14.12.2022
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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