Ανάπτυξη λύσεων για το πρόβλημα σκέδασης κοντινού πεδίου με εφαρμογή στον ηλεκτρομαγνητικό και θερμογραφικό μη-καταστροφικό έλεγχο υλικών
Περίληψη
Ο χώρος του μη-καταστροφικού ελέγχου (ΜΚΕ) βιομηχανικών διατάξεων και υλικών είναι μια περιοχή αυξανόμενου ενδιαφέροντος τα τελευταία χρόνια. Πέραν των πλέον καλά τυποποιημένων πρωτοκόλλων ελέγχου κατά τους κύκλους συντήρησης συγκεκριμένων βιομηχανικών τομέων με αυξημένες απαιτήσεις ασφαλείας, με χαρακτηριστικά παραδείγματα την πυρηνική βιομηχανία και τις αεροδιαστημικές εφαρμογές, είμαστε μάρτυρες τον τελευταίο καιρό μιας τάσης για συνεχή έλεγχο της δομικής υγείας της εκάστοτε διάταξης σε συνθήκες πραγματικού χρόνου, τάση που υποστηρίζεται άλλωστε εν-μέρει από τις τελευταίες εξελίξεις στον τομέα της ψηφιακής τεχνολογίας. Πέραν όμως αυτού, οι ολοένα υψηλότερες απαιτήσεις ποιοτικού ελέγχου έχουν επίσης ωθήσει στην βαθμιαία διείσδυση των ΜΚΕ απευθείας στη γραμμή παραγωγής.
Σε αυτό το πλαίσιο, η αριθμητική εξομοίωση καθίσταται ένα σημαντικό μέρος της συνολικής αλυσίδας του ελέγχου με πολλαπλή συνεισφορά στην ερμηνεία των σημάτων, την βελτιστοποιήση, τόσο της διάταξης ελέγχου όσο και του αντίστοιχο πρωτοκόλλου μέτρησης, την πραγματοποίηση παραμετρικών σπουδών και τελικά την αντιστροφή του προβλήματος για τον εντοπισμό, τη διαστασιοποίηση και τον χαρακτηρισμό σφαλμάτων στο υλικό. Δεδομένων των παραπάνω, η ανάπτυξη νέων γρήγορων και στιβαρών λύσεων εξομοίωσης, οι οποίες σε συνδυασμό με νέους έξυπνους αλγόριθμους αντιστροφής μπορούν να απαντήσουν επαρκώς στις παραπάνω ανάγκες, καθίσταται ολοένα και πιο επιτακτική.
Υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία τεχνικών ΜΚΕ, βασισμένων σε διαφορετικές αρχές της φυσικής ούτως ώστε να εξασφαλίζεται η αλληλοσυμπληρωματικότητα. Κάποιες από τις πιο σημαντικές από αυτές είναι ο έλεγχος με υπερήχους (ultrasonic testing, UT), ο ραδιογραφικός έλεγχος (radiographic testing, RT), ο ηλεκτρομαγνητικός έλεγχος (electromagnetic testing, ET), ο θερμογραφικός έλεγχος (infrared and thermal testing, IR), ο έλεγχος με διεισδυτικά υγρά (liquid penetrant testing, PT), κλπ. Στο παρόν σεμινάριο θα ενδιαφερθούμε με δύο από τις προαναφερθείσες τεχνικές, τον ηλεκτρομαγνητικό έλεγχο (εννοώντας εδώ τον έλεγχο με δινορρεύματα χαμηλών συχνοτήτων, ή εναλλακτικά μέσω μαγνητοστατικού πεδίου) και το θερμογραφικό έλεγχο. Και στις δύο περιπτώσεις έχουμε να κάνουμε με πρόβλημα σκέδασης κοντινού πεδίου, υπό την έννοια ότι και τα δύο φαινόμενα (δινορρεύματα και θερμικό πεδίο) περιγράφονται από μια εξίσωση διάχυσης, η οποία παρέχει ταχέως φθίνουσες λύσεις. Το σημείο αυτό είναι και το κλειδί στην ανάπτυξη των λύσεων εφόσον η σχετικά στενή ζώνη ευαισθησίας της μεθόδου γύρω από την πηγή μας επιτρέπει στο να περικόψουμε την περιοχή μελέτης με σημαντικά πλεονεκτήματα ως προς το φασματικό περιεχόμενο της λύσης καθώς την εκμετάλλευση των συμμετριών της γεωμετρίας.
Στα πλαίσια της ομιλίας θα εξεταστεί μια σειρά τέτοιων λύσεων αυξανόμενης πολυπλοκότητας και γενικότητας και τα θεωρητικά αποτελέσματα θα συγκριθούν με πραγματικά πειραματικά δεδομένα για έναν αριθμό χαρακτηριστικών προβλημάτων. Τέλος θα γίνει μια εκτίμηση των δυνατοτήτων περαιτέρω επέκτασης των συγκεκριμένων εργαλείων και θα δοθούν οι τελευταίες τάσεις στον χώρο της αριθμητικής εξομοίωσης των διαδικασιών ΜΚΕ.
Σύντομο Βιογραφικό Ομιλητή
Ο Αναστάσιος Σκαρλάτος γεννήθηκε στην Αθήνα το 1976. Αποφοίτησε το 1998 από το τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Πατρών. Εκπόνησε τη διδακτορική του διατριβή με υποτροφία του Ιδρύματος Κρατικών Υποτροφιών (ΙΚΥ) στο τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Πολυτεχνείου του Darmstadt (Technische Universität Darmstadt, TUD) το 2003. Από το 2003 έως το 2004 εργάστηκε ως μεταδιδακτορικός ερευνητής με υποτροφία του γερμανικού ιδρύματος ερευνών (Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG) στο ίδιο πολυτεχνείο (TUD) και στη συνέχεια μετέβη στη γαλλική επιτροπή ατομικής ενέργειας και ανανεώσιμων ενεργειών (commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives, CEA) στο Saclay, όπου εργάστηκε αρχικά ως μεταδιδακτορικός ερευνητής (2005-2006) και κατόπιν ως μόνιμος ερευνητής, θέση που κατέχει έως σήμερα.
Τα βασικά του ερευνητικά ενδιαφέροντα περιλαμβάνουν την ανάπτυξη ημιαναλυτικών και αριθμητικών λύσεων για προβλήματα ηλεκτρομαγνητικής σκέδασης χαμηλών συχνοτήτων όπως και για το πρόβλημα της θερμικής διάχυσης, τον μη γραμμικό ηλεκτρομαγνητισμό σε σιδηρομαγνητικά υλικά, την ανάπτυξη τεχνικών μη καταστροφικού ελέγχου και τέλος τον χαρακτηρισμό και τη φυσική των μαγνητικών υλικών.
Είναι μέλος του Τεχνικού Επιμελητηρίου της Ελλάδος (ΤΕΕ), της IEEE και της Γαλλικής και Ευρωπαϊκής Φυσικής Εταιρίας (Société Française de Physique, SFP και European Physical Society, EPS, αντίστοιχα).