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Un nuevo método de interpolación empírica para el monitoreo de salud estructural basado en ondas de Digital Twin con implementación en MATLAB

Autores: Sreekumar, Abhilash; Zhong, Linjun; Chronopoulos, Dimitrios

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Un nuevo método de interpolación empírica para el monitoreo de salud estructural basado en ondas de Digital Twin con implementación en MATLAB


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Ondas guiadas
Monitoreo de salud estructural
Modelos de orden reducido
No intrusivo
Método de interpolación empírica
Modelo de sustitución de procesos Gaussianos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El monitoreo de salud estructural de ondas guiadas ofrece una sensibilidad excepcional a defectos localizados pero depende de simulaciones de alta fidelidad que son prohibitivamente costosas para su uso en tiempo real. Los modelos de orden reducido pueden aliviar este costo pero dependen de la parametrización afín de los operadores del sistema. Esta suposición se rompe para un comportamiento de daño complejo y no afín. Para superar estas limitaciones, presentamos un método novedoso de interpolación empírica espacio-temporal no intrusivo que se aplica directamente al campo de ondas completo. Al seleccionar de manera codiciosa puntos espaciales, temporales y paramétricos clave, nuestro enfoque construye un modelo reducido similar a afín sin modificar los operadores subyacentes. Luego entrenamos un sustituto de proceso gaussiano para mapear los parámetros de daño directamente a los coeficientes de interpolación, lo que permite predicciones de gemelos digitales verdaderamente en tiempo real. La validación en ambos puntos de referencia analíticos y de elementos finitos confirma la precisión y aceleraciones del método. Todos los scripts de MATLAB 2024b para EIM, DEIM, Kriging y propagación de ondas están disponibles en el repositorio de GitHub (versión 3.4.20) referenciado en la declaración de Disponibilidad de Datos, asegurando una reproducibilidad completa.

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