Abstract
This paper reviews the state-of-the-art in numerical wave propagation analysis. The main focus in that regard is on guided wave-based structural health monitoring (SHM) applications. A brief introduction to SHM and SHM-related problems is given, and various numerical methods are then discussed and assessed with respect to their capability of simulating guided wave propagation phenomena. A detailed evaluation of the following methods is compiled: (i) analytical methods, (ii) semi-analytical methods, (iii) the local interaction simulation approach (LISA), (iv) finite element methods (FEMs), and (v) miscellaneous methods such as mass–spring lattice models (MSLMs), boundary element methods (BEMs), and fictitious domain methods. In the framework of the FEM, both time and frequency domain approaches are covered, and the advantages of using high order shape functions are also examined
چکیده
این مقاله، به بررسی جدیدترین فناوری در تجزیه و تحلیل انتشار موج عددی می پردازد. تمرکز اصلی در این زمینه، بر کاربردهای پایش سلامت سازه ای(SHM) مبتنی بر موج هدایت شونده است. مقدمه ی کوتاهی در مورد SHM و مشکلات مربوط به آن ارائه می شود و سپس، روشهای مختلف عددی، با توجه به قابلیت آنها برای شبیه سازی پدیده ی انتشار مبتنی بر موج هدایت شده، مورد بحث و بررسی قرار می گیرند. ارزیابی دقیقی از روشهای زیر ارائه شده است: الف) روشهای تحلیلی؛ ب) روشهای نیمه تحلیلی؛ ج) روش شبیه سازی اندرکنش موضعی(LISA)؛ د) روش های اجزاء محدود (FEMs) و ه)روش های متفرقه، مانند مدلهای شبکه ای جرم- فنر (MSLMs)، روشهای المان مرزی (BEMs) و روشهای دامنه ی ساختگی. در چارچوب روش اجزاء محدود، روشهای دامنه ی زمانی و دامنه ی فرکانسی پوشش داده می شوند و مزایای استفاده از توابع شکل مرتبه ی بالا نیز مورد بررسی قرار می گیرند.
1-مقدمه
در سال های اخیر، علاقه و توجه دانشگاهی به مشکلات مربوط به SHM، افزایش پیوست های داشته است. این فعالیت های تحقیقاتی، در جهت الف) بهبود عملکرد سازهای؛ ب) کاهش هزینه ها و ج) طولانی شدن طول عمر مؤثر طرح های سبک وزن با استفاده از بازرسی های غیرمخرب و روشهای تشخیص آسیب انجام می شوند. انگیزهی اصلی، توسعه ی یک سیستم نظارت مستمر اتوماتیک است. چنین سیستمی، بایستی اطلاعات کافی در مورد وضعیت سازهای سطح تحت بررسی یک جزء ارائه دهد....