Фаворская А.В., Кожемяченко А.А., Петров И.Б. «Моделирование ультразвуковой дефектоскопии рельсов с использованием химерных сеток» Математическое моделирование, 38, № 4, с. 135-145 (2026)

Рассматривается задача численного моделирования ультразвуковой дефектоскопии, относящейся к неразрушающему контролю рельсов, с целью обнаружения внутренних дефектов. Распространение сигнала в рельсе моделируется в линейно-упругом приближении с помощью конечно-разностного сеточно-характеристического метода на химерных (наложенных) расчётных сетках. Исследованы различные дефекты и их локализации в условиях варьирования положения источников ультразвукового сигнала и его частоты. На основе анализа аномальных полей, разности амплитуд сигналов в условиях наличия или отсутствия дефекта, для тангенциальной и нормальной компонент скорости сигнала установлено, что амплитуда отклика существенно зависит от взаимного расположения источника, приёмника и дефекта. Сигналы от дефектов, расположенных в той же части рельса, что и источник, на несколько порядков превышают отклики от удалённых дефектов. При низкой частоте источника доминирующим механизмом формирования аномального поля является замедление волны при прохождении через дефект, а не отражение. С ростом частоты амплитуда отклика падает, однако различия между типами дефектов становятся более выраженными. Полученные синтетические данные могут быть использованы для проектирования физического эксперимента, выбора рабочих частот и расположения датчиков в системах неразрушающего контроля рельсового полотна. Ключевые слова: суперкомпьютерное моделирование, сеточно-характеристический метод, неразрушающий контроль, рельс, дефект, ультразвуковые волны.