شناسایی غیر مخرب شکل هندسی حفره های درون مواد جامد با استفاده از اندازه گیری سطحی دما و روش معکوس و المان های مرزی

یکی از شاخه های تخصصی علم مهندسی، شناسایی مشخصات فیزیکی و هندسی درون اجسام است. از مسائل شناسایی می توان به شناسایی مدول الاستسیسته و نسبت پوآسون مربوط به ناخالصی های درون اجسام، شکل و موقعیت ریز حفره ها، مرز بین اجسام ناهمگن و غیره اشاره کرد. روش های غیر مخربی مانند تست رادیوگرافی یا تست آلتراسونیک به دلیل هزینه بالا برای تولیدات در حجم زیاد اقتصادی نمی باشند و استفاده از روش های دیگر همچون تست-های غیر مخرب از قبیل آزمایش کشش، انتقال حرارت، ارتعاشات و غیره امروزه رو به توسعه است. از آنجا که طبیعت حاکم بر این گونه مسائل غیرخطی و بدخیم می باشد، از ترکیب یک روش عددی برای حل معادله دیفرانسیل حاکم بر مسأله و روش های دیگر برای بهینه کردن تابع معکوس استفاده می شود. هدف از این تحقیق، مطالعه بر روی صفحه دوبعدی تخت با فرض وجود دو حفره با اندازه و شکل نامشخص است. جسم تحت شار حرارتی و دمای مشخص، به عنوان شرایط مرزی، برروی وجوه خارجی قرار دارد. برای شناسایی شکل و موقعیت دو حفره نامشخص داخلی ابتدا حل معادلات انتگرال مرزی انجام می شود که در زمره روش المان های مرزی است. در این پروژه تابع هدف به صورت مجموع مربعات تفاضل دماهای اندازه گیری شده و دماهای محاسبه شده با استفاده از حل مستقیم، تعریف می شود. وظیفه الگوریتم ژنتیک پیدا کردن دو حفره دایره ای شکلی است که بتواند تابع هدف را مینیمم کند و به عنوان حدس اولیه در شروع یک روش محلی به کار رود. هرگاه نقطه شروع خوبی برای الگوریتم های محلی در نظر گرفته شود، همگرایی به سمت نقطه بهین? مطلق محقق می شود. با پیدا شدن این نقطه شروع مناسب، ادامه کار به روش بهینه سازی محلی کوشی-نیوتن واگذار می شود. در این تحقیق با ارائه مثال هایی بهترین شرایط مرزی، قدرت تخمین روش در شناسایی حفره های مختلف، اثر اندازه و نزدیکی حفره ها به یکدیگر و خطاهای غیر قابل پیش بینی در وسایل اندازه گیری بررسی شده است.