A Fast Simulation Method for Ultrasonic Wave Propagation in Coupled Non-parallel Plates

Enkelte systemer i ultralydtesting kan tilnærmes som to ikke-parallelle plater koblet med et fluid, der utstrålende Lamb-bølger brer seg ut i hver plate. Denne oppgaven utvikler en rask og nøyaktig simuleringsmetode for slike systemer. Det veiledende eksemplet er gjennomrørs brønnlogging, der målet er å fra innsiden fastslå tilstedeværelsen av sement bak to stålrør. For å være i stand til å bestemme dette gjennom inversjon, har nyere studier etterspurt mer effektive beregningsmodeller. Den foreslåtte metoden modellerer hver plate ved hjelp av refleksjon- og transmisjonskoeffisienter. Angular spectrum-metoden kombinert med en koordinatrotasjonsmetode i bølgevektordomenet håndterer multiple refleksjoner mellom skråstilte plater. Todimensjonal utbredelse er verifisert mot referansesimuleringer i COMSOL Multiphysics. Avvikene har kjent opprinnelse og er av liten praktisk betydning, og den moderat optimaliserte koden er omtrent 10 000 ganger raskere enn COMSOL. Tredimensjonal utbredelse er også vist. En mekanisme basert på konvertering av Lamb-moder mellom skråstilte plater er forklart for oppdagelse av sementtyper som andre pitch-catch-oppsett sliter med. For å demonstrere konseptet blir simuleringsparametere fra en COMSOL-simulering vellykket hentet ut via inversjon