The approximate location of imperfection in a unit circle using the spectrum of Laplace operator as a research tool

Authors

  • Mateusz Brzęk
  • Marta Zagórowska AGH University of Science and Technology
  • Wojciech Mitkowski AGH University of Science and Technology

DOI:

https://doi.org/10.7494/automat.2015.19.1.9

Keywords:

Laplace operator, location of imperfections, spectrum analysis, spectral theory, eigenvalues

Abstract

In the following article we will try to find the dependence between the location of imperfections in a closed domain and the spectrum of the Laplace operator for this region. In the theoretical part we will define the spectral problem which is solved by eigenvalues. These eigenvalues are dependent on location and size of the imperfection. However, we are interested in the inverse task which consists in localizing the imperfection of the domain on a basis of the spectrum of the operator.

W artykule przeanalizowano zastosowanie widma operatora Laplace'a jako narzędzia do przybliżonej lokalizacji uszkodzeń w kole jednostkowym. W części teoretycznej zdefiniowano zagadnienie spektralne rozwiązywane za pomocą wartości własnych. Znalezione wartości zależą od położenia i rozmiaru uszkodzeń. W artykule został zdefiniowany problem odwrotny, który polega na znalezieniu miejsca uszkodzenia na podstawie znanego widma.

References

Uhl T., Współczesne metody monitorowania i diagnozowania konstrukcji, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Akademia Górniczo-Hutnicza, www.fundacjarozwojunauki.pl/res/Tom2/6_Uhl.pdf

Brzęk M., Mitkowski W., Lokalizacja uszkodzeń w zadanym obszarze z wykorzystaniem teorii spektralnej, Pomiary, Automatyka, Kontrola 2014, Vol. 60, No. 1

Lipnicka M., Approximate localisation of imperfections in fixed domain, Journals of the Polish Mathematical Society 2011, Vol. 39, No. 2.

Jackowska-Strumiłło L., Sokołowski J., Żochowski A., Henrot A., On Numerical Solution of Shape Invers Problem, Computational Optimization and Application 2002, Vol. 23, pp. 231–255

Kabanikhin S.I., Definitions and examples of invers and ill-posed problems, Journal of Inverse and Ill-Posed Problems 2008, Vol. 16, No. 4, pp. 317–357

Matlab, Partial differential equation toolbox. Users guide, The Math Works, Inc. www.math- works.com

Gilbarg D., Trudinger N.S., Elliptic Partial Differential Equations of Second Order, Springer-Verlag, Berlin – Heidelberg – New York – Tokyo, 1983

Downloads

Published

2017-02-21

How to Cite

Brzęk, M., Zagórowska, M., & Mitkowski, W. (2017). The approximate location of imperfection in a unit circle using the spectrum of Laplace operator as a research tool. Automatyka/Automatics, 19(1), 9. https://doi.org/10.7494/automat.2015.19.1.9

Issue

Section

Articles