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Switching Action of a Bistable Fluidic Amplifier for Ultrasonic Testing

  • Air-coupled ultrasonic testing is widely used in the industry for the non-destructive testing of compound materials. It provides a fast and efficient way to inspect large concrete civil infrastructures for damage that might lead to catastrophic failure. Due to the large penetration depths required for concrete structures, the use of traditional piezoelectric transducer requires high power electric systems. In this study, a novel fluidic transducer based on a bistable fluidic amplifier is investigated. Previous experiments have shown that the switching action of the device produces a high-power broadband ultrasonic signal. This study will provide further insight into the switching behaviour of the fluidic switch. Therefore, parametric CFD simulations based on compressible supersonic RANS simulations were performed, varying the inlet pressure and velocity profiles for the control flow. Switching times are analyzed with different methods, and it was found that These are mostly independentAir-coupled ultrasonic testing is widely used in the industry for the non-destructive testing of compound materials. It provides a fast and efficient way to inspect large concrete civil infrastructures for damage that might lead to catastrophic failure. Due to the large penetration depths required for concrete structures, the use of traditional piezoelectric transducer requires high power electric systems. In this study, a novel fluidic transducer based on a bistable fluidic amplifier is investigated. Previous experiments have shown that the switching action of the device produces a high-power broadband ultrasonic signal. This study will provide further insight into the switching behaviour of the fluidic switch. Therefore, parametric CFD simulations based on compressible supersonic RANS simulations were performed, varying the inlet pressure and velocity profiles for the control flow. Switching times are analyzed with different methods, and it was found that These are mostly independent of the slope of the velocity profile at the control port. Furthermore, it was found that an inversely proportional relationship exists between flow velocity in the throat and the switching time. The results agree with the theoretical background established by experimental studies that can be found in the literature.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:T. Schweitzer, M. Hörmann, Benjamin BühlingORCiD, B. Bobusch
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Fluids
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.2 Zerstörungsfreie Prüfmethoden für das Bauwesen
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:MDPI
Verlagsort:Basel, Switzerland
Jahrgang/Band:6
Ausgabe/Heft:5
Erste Seite:171
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Bistable fluidic amplifier; Computational fluid dynamics; Concrete; Fluidic devices; Non-destructive testing; Ultrasound
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
DOI:10.3390/fluids6050171
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-525115
ISSN:2311-5521
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:26.04.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:16.06.2021
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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