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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.
| 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): | Creative 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 |


