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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.
Autor*innen: | Jannis BullingORCiD, B. Jurgelucks, Jens PragerORCiD, A. Walther |
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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): | Creative 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 |