空中超音波解析
空中超音波解析の特徴と例
空中超音波解析には以下のような特徴があります。
- 対象物に非接触で超音波を送受信できる。
- 減衰により、空中超音波は水帳より遠くまで伝わらない。
（空気中では100m程度、水中では10km程度伝搬） - 空気を介した非破壊検査のエコーは微弱なため、大出力、好感度なセンサ開発が必須。
空中（水中）超音波の例
- コウモリ、イルカのエコーロケーション
- 自動車等の超音波式バックセンサー
- 非破壊検査：接触媒質を使えない検査に適している。
- 超音波診断装置（医療）等
非接触空中超音波解析事例
外挿計算を利用した非接触空中超音波解析事例
検査体モデル材料 |
縦波音速[m/s] |
横波音速[m/s] |
密度[kg/mm3] |
|---|---|---|---|
空気 |
343 |
― |
1.24e-9 |
水 |
1480 |
― |
1.0e-6 |
アクリル |
2700 |
1400 |
1.2e-6 |
Step1 送信解析 |
Step2 外挿計算 |
Step3 反射解析 |
|
|---|---|---|---|
| 要素サイズ[mm] | 0.4 |
― |
0.4 |
| 要素数 | 15,000,000 |
― |
90,000,000 |
| 必要メモリ[GB] | 1 |
2.0 |
6.3 |
| 伝搬時間[μs] | 100 |
2800 |
138 |
| 計算時間 4コア計算 |
2分 |
2時間 |
1.3時間 |
事例計算結果（圧力コンター図）
平面図：アクリル板の下半分の中央断面 側面図：アクリル板の中央断面
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圧力コンター図から、空気の泡、ボイドの箇所の圧力が大きくなっている（赤くなっている）のが分かる。
