トポロジー感度を欠陥検出指標に用いた 3 次元動弾性時間反転解析による欠陥形状再構成

抄録

本研究では，トポロジー感度を欠陥検出指標に用いた 3 次元動弾性時間反転解析を行うことで，固体中の欠陥の個数，位置等を正しく決定する方法について検討する．時間反転法は，非破壊評価や地震学等の波動を扱う分野における逆解析手法として発展してきた．その時間反転法の問題点は，時間反転させた波動の集束位置をいかに定量的に評価するかという点にある．著者らは，これまでスカラー波動問題や 2 次元動弾性問題に対する時間反転法の計算に，トポロジー感度を取り入れ，欠陥形状を再構成する研究を行ってきた．本研究では，それらの成果を 3 次元動弾性問題へと拡張する．3 次元動弾性波動場の計算には，従来の時間領域境界要素法よりも安定で，工学の様々な問題への適用範囲も広い，演算子積分時間領域境界要素法 (CQBEM: Convolution Quadrature Boundary Element Method) を用いる．数値解析例として，いくつかの固体中の欠陥形状再構成結果を示し，提案手法の有効性について検討する．