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Towards deep generation of guided wave representations for composite materials

Rautela, Mahindra und Senthilnath, J und Huber, Armin und Gopalakrishnan, S (2022) Towards deep generation of guided wave representations for composite materials. IEEE Transactions on Artificial Intelligence. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TAI.2022.3229653. ISSN 2691-4581.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9991053

Kurzfassung

Laminated composite materials are widely used in most fields of engineering. Wave propagation analysis plays an essential role in understanding the short-duration transient response of composite structures. The forward physics-based models are utilized to map from elastic properties space to wave propagation behavior in a laminated composite material. Due to the high-frequency, multi-modal, and dispersive nature of the guided waves, the physics-based simulations are computationally demanding. It makes property prediction, generation, and material design problems more challenging. In this work, a forward physics-based simulator such as the stiffness matrix method is utilized to collect group velocities of guided waves for a set of composite materials. A variational autoencoder (VAE)-based deep generative model is proposed for the generation of new and realistic polar group velocity representations. It is observed that the deep generator is able to reconstruct unseen representations with very low mean square reconstruction error. Global Monte Carlo and directional equally-spaced samplers are used to sample the continuous, complete and organized low-dimensional latent space of VAE. The sampled point is fed into the trained decoder to generate new polar representations. The network has shown exceptional generation capabilities. It is also seen that the latent space forms a conceptual space where different directions and regions show inherent patterns related to the generated representations and their corresponding material properties.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/200375/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Towards deep generation of guided wave representations for composite materials
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Rautela, Mahindramrautela (at) iisc.ac.inhttps://orcid.org/0000-0002-2678-9682NICHT SPEZIFIZIERT
Senthilnath, JNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-1737-7985NICHT SPEZIFIZIERT
Huber, ArminArmin.Huber (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5694-8293148177040
Gopalakrishnan, SNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0001-6165-6132NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 Dezember 2022
Erschienen in:IEEE Transactions on Artificial Intelligence
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/TAI.2022.3229653
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Abbass, HusseinInstitute of Electrical and Electronics EngineersNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2691-4581
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Composite materials, Deep generative model, Variational autoencoder, Wave propagation
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Komponenten und Systeme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CS - Komponenten und Systeme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturwerkstoffe und Bauweisen
Standort: Augsburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie > Automation und Produktionstechnologie
Hinterlegt von: Huber, Armin
Hinterlegt am:06 Dez 2023 12:02
Letzte Änderung:06 Feb 2024 08:51

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