Page 111 - 无损检测2024年第五期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202405013

基于多项式混沌展开法的涡流无损检测

高效元模型辅助探测概率的分析

包 扬 , 仇家豪 , 陈炯锐 , 徐旻宣 , 殷晓康 , 宋继明 3
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[ 1. 南京邮电大学 电子与光学工程学院, 南京 210023 ;

2. 中国石油大学( 华东)机电工程学院, 青岛 266580 ;

3. 美国爱荷华州立大学 电气与计算机工程系, 埃姆斯 50010 ]

摘 要: 探测概率对于量化涡流无损检测系统的检测能力非常重要。模型辅助探测概率的参
数需要大量试验或仿真数据才可以确定, 往往难以实现。应用基于退化核函数加速的边界元法的
数值模型, 提出使用基于普通最小二乘法的多项式混沌展开算法的元模型提升三维涡流无损检测
问题探测概率的效率。通过有限截面线圈检测金属板面槽的算例, 引入线圈位置和提离距离为不
确定传播的参数, 测试结果表明, 该元模型预测的模型参数与基于退化核函数加速的边界元法物理

模型计算的模型参数相对误差在1%以内, 极大降低了所需的计算开销。

关键词: 边界元法; 元模型; 多项式混沌展开; 涡流无损检测; 模型辅助探测概率

中图分类号: TG98 ; TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2024 ) 05-0069-06

An g l y sisofmodel-assisted p robabilit y ofdetectionforedd y currentnondestructivetestin g

basedonefficient p ol y nomialchaosex p ansionmetamodel

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BAOYan g Q IUJiahao , CHENJion g rui , XUMinxuan , YINXiaokan g SONGJimin g 3

[ 1.Colle g eofElectronicandO p ticalEn g ineerin g , Nan j in gUniverist y ofPostsandTelecommunications , Nan j in g 210023 ,

China ; 2.Colle g eofMechanicalandElectricalEn g ineerin g , ChinaUniversit y ofPetroleum ( EastChina ),

Qin g dao266580 , China ; 3.De p artmentofElectricalandCom p uterEn g ineerin g , IowaStateUniversit y ,

Ames 50010 , America ]

Abstract : Probabilit yofdetection ( PoD ) isver yim p ortanttoq uantif ythedetectionabilit yofedd ycurrent

nondestructivetestin g ( NDT ) s y stem.Inthestud y ofModelAssistedPoD ( MAPoD ), lar g eamountsofdataareneededto

accuratel y determinethemodel p arameterswhichistimeconsumin g andhardtoachieveex p erimentall y orb y simulation.

Toovercomethisissue , inthis p a p er , theordinar y leasts q uarebased p ol y nomialchaosex p ansion ( OLSPCE ) metamodel

was p ro p osed , toim p rovetheefficienc y oftheMAPoDstud y for3Dedd y currentNDTp roblem withthea pp licationof

kernelde g eneration ( KD ) .Thecaseof p lacin g acoilwithafinitecrosssectionabovethethick p latewithasurfaceslotwith

selectin g thecoil p ositionandliftoffastheuncertaint yp ro p a g ationp aramete rsweretested.Theresultsshowedthatthe

differencesofPoDp arametersbetweentheones p redictedb y theOLSPCEmetamodelandcalculatedb y theKD-BEMbased

p h y sicalmodelweresmallerthan1% withlesstimere q uired.

Ke ywords : boundar yelementmethod ; metamodel ; p ol y nomialchaosex p ansion ; edd ycurrentnondestructive

testin g ; modelassistedp robabilit y ofdetection
无损检测是指在不破坏检测目标的情况下检
收稿日期: 2023-10-16
基金项目: 国家自然科学基金( 62001245 ); 江苏省自然科学基金
测出其中的缺陷以及材料的不连续性, 是一项典
( BK20200757 )
型的具有低投入、 高产出特点的工程应用技术 [ 1 ] 。
作者简介: 包 扬( 1989- ), 男, 讲师, 研究方向为涡流无损检测
通信作者: 包 扬, brianbao@n j u p t.edu.cn 电磁无损检测技术广泛应用于核电站、 高速铁路、
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2024年 第46卷 第5期
无损检测