多區(qū)域渦流檢測(cè)仿真新算法研究.pdf

1、飛行器維修中使用無損檢測(cè)可以及早發(fā)現(xiàn)缺陷,保證飛行器的質(zhì)量并維持其持續(xù)適航。其中渦流檢測(cè)在導(dǎo)體表面和近表面缺陷檢測(cè)中具有的靈敏度高,使用方便和非接觸、單面檢測(cè)的優(yōu)勢(shì),因而成為飛行器無損檢測(cè)的重要手段之一。
　　 渦流檢測(cè)中,需要對(duì)探頭的激勵(lì)頻率、提離等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。進(jìn)行渦流計(jì)算仿真,可以低成本的研究這類問題。有限元法在渦流計(jì)算中得到了廣泛的應(yīng)用。但是隨著仿真模型的復(fù)雜化以及模型中含有物體運(yùn)動(dòng)時(shí),傳統(tǒng)的僅用一個(gè)求解區(qū)域的有限元法在

2、對(duì)該類問題的處理上遇到了瓶頸,不斷的重新劃分網(wǎng)格以及由此帶來的一系列問題將導(dǎo)致求解效率低下且求解精度下降。
　　 區(qū)域分解算法可以有效的克服傳統(tǒng)有限元法的弊端。該方法的主要思想是將總體求解區(qū)域劃分成為若干個(gè)求解子域,并通過一定的耦合方式,將數(shù)據(jù)在不同子域間進(jìn)行傳遞,從而進(jìn)行迭代求解。
　　 雖然區(qū)域分解算法在其他工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但是在渦流計(jì)算中發(fā)展遲緩,直到課題組提出了一種基于網(wǎng)格間數(shù)據(jù)插值的區(qū)域分解算法。該方法將求解

3、區(qū)域分解后,在不同網(wǎng)格之間通過插值來交換信息,并進(jìn)行迭代計(jì)算。該方法在探頭掃描時(shí)不需要重復(fù)劃分網(wǎng)格,剛度矩陣的生成和預(yù)處理僅進(jìn)行一次,具有較高的計(jì)算效率。但是該方法要求掃描步長(zhǎng)與掃描方向上的網(wǎng)格單元大小滿足一定條件,否則將給仿真結(jié)果帶來噪聲。
　　 本文提出一種新的區(qū)域分解算法,將某一區(qū)域中的感應(yīng)電流和磁化電流作為其他區(qū)域的感應(yīng)源,通過計(jì)算此感應(yīng)源對(duì)其他區(qū)域中電磁場(chǎng)的貢獻(xiàn)來實(shí)現(xiàn)區(qū)域間的耦合。該方法有效避免網(wǎng)格間數(shù)據(jù)插值帶來的噪聲