A Study on Scattered Field of Ultrasonic Wave Using the Boundary Element Method

경계요소법을 이용한 초음파 산란장 해석에 관한 연구

Ultrasonic technique which is one of the most common and reliable nondestructive evaluation techniques has been applied to evaluate the integrity of structures by analyzing the characteristics of signal scattered from internal defects. Therefore, the numerical analysis of the ultrasonic scattered field is absolutely necessary for the accurate and quantitative estimation of internal defects. Various modeling techniques now play an important role in nondestructive evaluation and have been employed to solve elastic wave scattering problems. Because the elastodynamic boundary element method is useful to analyze the scattered field in infinite media. it has been used to calculate the ultrasonic wavefields scattered from internal defects. In this study, a review of the boundary element method used for elastic wave scattering problems is presented and, as examples of the boundary element method, the scattered fields due to a circular cavity subjected to incident SH-wave and due to a surface-breaking crack subjected to incident Rayleigh wave are illustrated.

대표적인 비파괴 평가 기술들 중의 하나인 초음파응용 기술은 각종 구조물에 존재하는 내부결함에 의한 산란신호를 통해 건전성을 평가하는 기법이므로 결함의 신뢰성 높은 정량적 평가를 위해서는 결함으로부터의 초음파 산란신호특성에 대한 기본적 이해가 필수적이며 따라서 이를 위한 모델링 수치해석 연구가 요구된다. 모델링 기법들은 비파괴 평가기술에 있어서 중요한 역할을 하고 있고 많은 모델링 기법들이 결함의 탄성파 산란문제를 해석하기 위하여 사용되어 오고 있다. 본 연구에서는 다양한 수치기법들 중 탄성파 산란문제 해석에 있어 많은 장점을 가지고 있는 동탄성 경계요소법에 대하여 자세히 소개하고, 응용 예로서 경계요소법을 이용한 기공결함의 수평횡파 산란장 해석과 표면균열의 표면파 산란장 해석을 소개한다.