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Simulations of ultrasonic guided wave scattering using the scaled boundary finite element method

  • This paper presents a numerical framework employing the Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM) for efficiently solving ultrasonic guided wave modal scattering problems and constructing scattering matrices (S-matrices). The framework integrates hierarchical octree meshing and an enhanced far field formulation. It incorporates boundary integrals, enabling an accurate representation of defect interactions with guided waves. Validation is performed using a benchmark test supported by an error estimation method based on energy balance. Two practical examples are used to showcase the simulation framework, where the scattering of guided waves with surface-breaking and subsurface cracks near rivet holes is studied.

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Metadaten
Autor*innen:Daniel Lozano, Hauke GravenkampORCiD, Carolin BirkORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Graue Literatur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering
Jahr der Erstveröffentlichung:2025
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.4 Akustische und elektromagnetische Verfahren
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier B.V.
Jahrgang/Band:445
Aufsatznummer:118204
Erste Seite:1
Letzte Seite:23
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Elastodynamics; Guided waves; Scaled boundary finite element method; Scattering matrix
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Umwelt
DOI:10.1016/j.cma.2025.118204
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-638295
ISSN:0045-7825
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:31.07.2025
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:11.08.2025
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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