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Nonlinear Electrical Impedance Tomography Method Using a Complete Electrode Model for the Characterization of Heterogeneous Domains

引用

Computer Modeling in Engineering & Sciences 2023年第3期134卷 1707-1735页

作者： Jeongwoo Park Bong-Gu Jung Jun Won Kang Department of Civil and Environmental Engineering Hongik UniversitySeoul04066Korea

This paper presents an electrical impedance tomography(EIT)method using a partial-differential-equationconstrained optimization *** forward problem in the inversion framework is described by a complete electrodemodel(CEM),which seeks the electric potential within the domain and at surface electrodes considering the contact impedance between *** finite element solution of the electric potential has been validated using a commercial *** inverse medium problem for reconstructing the unknown electrical conductivity profile is formulated as an optimization problem constrained by the *** method seeks the optimal solution of the domain’s electrical conductivity to minimize a Lagrangian functional consisting of a least-squares objective functional and a regularization *** the stationarity of the Lagrangian leads to state,adjoint,and control problems,which constitute the Karush-Kuhn-Tucker(KKT)first-order optimality ***,the electrical conductivity profile of the domain is iteratively updated by solving the KKT conditions in the reduced space of the control *** results show that the relative error of the measured and calculated electric potentials after the inversion is less than 1%,demonstrating the successful reconstruction of heterogeneous electrical conductivity profiles using the proposed EIT *** method thus represents an application framework for nondestructive evaluation of structures and geotechnical site characterization.

关键词： Electrical impedance tomography complete electrode model inverse medium problem Karush-Kuhn-Tucker(KKT)optimality conditions nondestructive evaluation of structures

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