Topological methods to determine damages of flood embankments

• Autorzy: Rymarczyk T. , Tchórzewski P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.12.39

Warianty tytułu

PL

Metody topologiczne do określania uszkodzeń w wałach przeciwpowodziowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a method of testing flood embankment. There was used a specially built laboratory model to determine the moisture level of flood embankments. The finite element method was used to solve the forward problem. The proposed algorithm was initialized by using one step methods and topological sensitivity analysis. There was solved the inverse problem in order to visualize moisture inside objects. There was made possible to change topology during the optimization. The level set method and the Gauss-Newton method have been applied very successfully in many areas of the scientific modelling. Topological algorithms were based on shape sensitivity include the boundary design of the elastic interface. These algorithms are a relatively new procedure to overcome this problem.

PL

Artykuł przedstawia metodę badania wału przeciwpowodziowego. Został zbudowany specjalny model laboratoryjny wału w celu określenia poziomu wilgotności. Do rozwiązania zagadnienia prostego została wykorzystana metoda elementów skończonych. Proponowany algorytm inicjowany jest metodą jednokrokową i rozwiązywany topologiczną analizą wrażliwościową. Rozwiązano zagadnienie odwrotne w celu wizualizacji wilgoci wewnątrz obiektów, poprzez zmianę topologii podczas procesu optymalizacji. Metody zbiorów poziomicowych i Gaussa-Newtona stosuje się z dużym powodzeniem w wielu dziedzinach modelowania naukowego. Metody topologiczne opierają się na analizie wrażliwościowej dostosowując kształt brzegu elastycznego interfejsu. Algorytmy te są relatywnie nowymi rozwiązaniami dla tego typu problemu.

Słowa kluczowe

EN

electrical impedance tomography; finite element method; inverse problem

PL

elektryczna tomografia impedancyjna; metoda elementów skończonych; zagadnienie odwrotne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 12
• Strony: 153--156
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Rymarczyk T.

• Netrix S.A., Research and Development Center, Związkowa 26, 20-148 Lublin

autor

Tchórzewski P.

• Netrix S.A., Research and Development Center, Związkowa 26, 20-148 Lublin

Bibliografia

• [1] Adler A., Lionheart W.R.B., Uses and abuses of EIDORS: an extensible software base for EIT, Physiological Measurement (2006), Vol. 27
• [2] Gunna D.A., Chambersa J.E., Uhlemanna S., Wilkinsona P.B., Meldruma P.I., Dijkstraa T.A., Moisture monitoring in clay embankments using electrical resistivity tomography, Construction and Building Materials (2014)
• [3] Holder D.S., Electrical Impedance Tomography: Methods, History and Applications, Series in Medical Physics and Biomedical Engineering, London (2005)
• [4] Lechleiter A., Rieder A.: Newton regularizations for impedance tomography: convergence by local injectivity. Inverse Problems (2008), 24(6)
• [5] Osher S., Sethian J.A.: Fronts Propagating with Curvature Dependent Speed: Algorithms Based on Hamilton-Jacobi Formulations, Journal of Computational Physics (1988), 79, 12-49
• [6] Osher S., Fedkiw R.: Level Set Methods and Dynamic Implicit Surfaces. Springer, New York (2003)
• [7] Osher S., Santosa F.: Level set methods for optimization problems involving geometry and constraints. Frequencies of a two-density inhomogeneous drum. Journal of Computational Physics (2001), 171, pp. 272-288
• [8] Rymarczyk T.: New Methods to Determine Moisture Areas by Electrical Impedance Tomography, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics (2016), vol. 08, 1-9, DOI:10.3233/JAE-16207
• [9] Rymarczyk T.: Using electrical impedance tomography to monitoring flood banks, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics (2014), 45, 489–494
• [10] Rymarczyk T.: Characterization of the shape of unknown objects by inverse numerical methods, Przegląd Elektrotechniczny (2012), 88 NR 7b/2012, 138-140
• [11] Rymarczyk T, Adamkiewicz P., Duda K., Szumowski J., Sikora J.: New Electrical Tomographic Method to Determine Dampness in Historical Buildings, v.65, 2/2016, Achieve of Electrical Engineering (2016), 273-283
• [12] Sethian J.A.: Level Set Methods and Fast Marching Methods. Cambridge University Press, (1999)
• [13] Tai C., Chung E., Chan T.: Electrical impedance tomography using level set representation and total variational regularization. Journal of Computational Physics (2005), vol. 205, no. 1, 357–372