Modelo de resolucion de la integral de rayleygh para la simulación de la difracción de campos acusticos generados por emisores con velocidad de excitación arbitraria

Abstract

Esta tesis doctoral se enmarca dentro del mundo del ensayo no destructivo por ultrasonidos para el control de calidad de materiales. La compresión de los principios y mecanismos fisicos de emisión, propagación, reflexión, refracción y recepción de las ondas ultrasónicas es fundamental para la realización de simulaciones que permitan disminuir tiempos y costes de diseño y preparación de la técnica ultrasónica que se aplicará en las inspecciones. La integración de la ecuación diferencial de onda da lugar,bajo ciertas condiciones iniciales y de contorno, a una conocida solución integral del campo acústico, la integral de Rayleigh. Además de los metodos numéricos, de destacable lentitud, existen dos grandes paradigmas que afrontan la solución de la integral de Rayleigh, la Teoria de la Difracción de la Respuesta Impulsiva (TDRI) y la Aproximación del Espectro Angular (ASA). Ambos requieren como condición que la velocidad de las partículas del emisor vibren en fase. Este trabajo, propone el Método de Interpolación de la Integral de Rayleigh (MIIR), valido para velocidades arbitrarias de las particulas del emisor. Ello permite una nueva aplicación del método; el cálculo de campos reflejados y refractados en discontinuidades del medio de propagación, donde las variaciones de fase de las ondas acústicas en las intercaras son fundamentales en la formación del campo. Mediante una serie de ejemplos se desgrana el comportamiento del MIIR en casos de excitación arbitraria y se compara con la respuesta dada por una TDRI adaptara para estos casos. Los resultados muestran menores tiempos de computacion del MIIR para conseguir errores similares en la solución. Para terminar, se realizaron dos experimentos para el contraste de datos simulados y reales, uno sobre campos emitidos y otro sobre campos refrectados.