金属探测中用于目标表征的磁极化率张量谱特征的快速计算
数值分析
2024-05-01 v2 数值分析
摘要
目的：磁极化率张量(MPTs)为导电磁性金属物体提供了一种经济高效的表征方式，其谱特征有助于解决金属探测逆问题，例如废金属分拣、在前冲突地区搜寻未爆炸弹药，以及活动场馆和交通枢纽的安全筛查。在本工作中，作者讨论了用于高效构建分类方法所用大型字典的方法。设计/方法/途径：先前的工作已建立了MPT系数的显式公式，并以严格的数学理论为基础。为辅助在不同参数和感兴趣物体上高效计算MPT，本工作应用了关于MPT系数计算方式的新观察。此外，作者讨论了在非结构四面体网格上结合棱柱状边界层单元的hp有限元离散策略，以分辨薄趋肤深度，并使用自适应本征正交分解(POD)降阶建模方法来加速变参数计算。研究发现：所提方法的成功通过一系列示例得到验证。在所有示例中均观察到计算量的显著减少。作者确定并推荐了一种简单的离散策略，且使用自适应POD获得了更高的精度。原创性：作者给出了由磁性材料构成的真实物体MPT表征的新颖计算、计时与误差证书。引入了一种新颖的后处理实现，并演示了一种自适应POD算法。
引用
@article{arxiv.2307.05590,
title = {Efficient Computation of Magnetic Polarizability Tensor Spectral Signatures for Object Characterisation in Metal Detection},
author = {James Elgy and Paul D. Ledger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.05590},
year = {2024}
}
备注
25 pages, 18 figures. Updated to include new results and demonstrations of computational performance