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Type: TCC
Title: Simulação de propagação de ondas ultrassônicas sob diferentes regimes de espalhamento
Title in English: Simulation of propagation of ultrasonic waves under different scattering regimes
Authors: Santos, Victor Oliveira
Advisor: Moura, Elineudo Pinho de
Keywords: Ultrassom;Regimes de espalhamento;Simulação;Método dos volumes finitos;Crescimento de grão;Modelo de Potts;Reconhecimento de padrões
Issue Date: 2018
Citation: SANTOS, Victor Oliveira. Simulação de propagação de ondas ultrassônicas sob diferentes regimes de espalhamento. 2018. 61 f. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Brazilian Portuguese: O ensaio não destrutivo por ultrassom é amplamente utilizado na identificação e dimensionamento de descontinuidades, na caracterização de materiais, na determinação de tamanho de grão e de níveis de degradação microestrutural. Meios heterogêneos provocam espalhamento da onda ultrassônica devido a mudanças de impedâncias acústicas durante a propagação. O regime de espalhamento depende da relação entre tamanho das partículas do meio e do comprimento de onda. Assim, ondas propagando em materiais com tamanhos de grãos distintos apresentem diferentes regimes de espalhamento. Diferentes meios heterogêneos bidimensionais foram obtidos a partir da simulação do crescimento de grão através do modelo de Potts e utilizados na simulação de propagação da onda ultrassônica, que foi desenvolvida através do método dos volumes finitos. Os dados obtidos pela simulação da propagação da onda ultrassônica foram submetidos ao pré-processamento de detrended fluctuation analysis (DFA). Após o préprocessamento, algoritmos da Transformada Karhunen-Loève (juntamente com o algoritmo da regra da média da classe mais próxima) e Redes Neurais Artificiais foram usados na classificação dos regimes de espalhamento, obtendo respectivamente, taxas de acertos de 97,50% e 95,16%. Tais taxas médias de acerto indicam sucesso na simulação da propagação da onda ultrassônica em diferentes meios heterogêneos.
Abstract: The ultrasonic non-destructive evaluation is vastly used to identify and measure discontinuities, to characterize material, to measure grain’s size and microestructural degradation present in the material. Heterogen medium cause ultrassonic wave scattering during its propagation due the constant change of the accoustic impendance inside the medium. The type of scatter acting during the wave’s propagation relies on the relation between the mean grain size composing the medium and the ultrassonic wave lenght. Therefore, waves propagating inside materials containing differents grains sizes, will be under differents scatterings. Differents bidimensional heterogen media were acquired from simulation of grain growth by the Potts model and then used in the simulation of the ultrasonic wave propagation, which was developed according to the finite volume method. The data obtained from the ultrasonic wave propagation were submited to the detrended fluctuation analysis preprocessing. After this preprocessing, Karhunen-Loève (along with the nearest mean class rule algorithm) and neural networks algorithms were used to classify the scattering of the wave in each modeled media, reaching respectively, 97,50% and 95,16% of mean hit ratios. Such numbers show that the simulation of the ultrassonic wave propagation in different heterogen media was successful.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/54904
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