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Microporodynamics of Bones: Prediction of the "Frenkel-Biot" Slow Compressional Wave / Christian Hellmich in Journal of engineering mechanics, vol.131, N° 9 (Septembre 2005)

Public

ISBD

[article]
in Journal of engineering mechanics > vol.131, N° 9 (Septembre 2005) . - 918-927 p.
Titre : Microporodynamics of Bones: Prediction of the "Frenkel-Biot" Slow Compressional Wave
Titre original : Microporodynamics des Os : Prévision de la Vague de Compression Lente d'"Frenkel-Biot"
Type de document : texte imprimé
Auteurs : Christian Hellmich, Auteur ; Ulm, Franz-Josef, Auteur
Article en page(s) : 918-927 p.
Note générale : Génie Civil, Génie Mécanique, Génie Electrique
Langues : Anglais (eng)
Mots-clés : Biomechanics Porous materials Wave propagation Micromechanics Ultrasonic methods Compression waves Biomécanique Matériaux poreux Propagation de vague Méthodes ultrasoniques Vagues de compression
Index. décimale : 621.34/624/621.38
Résumé : Understanding of ultrasonic wave propagationin bones is essential for further development of related techniques in clinical practice. As any other saturated porous medium, bone is characterized by different forms of longitudinal wave propagation, either undrained waves or fast and (Frenkel-Biot) slow compressional waves. We here study the wave propagation in the framework of poromicromechanics. A Continuum micromechanics model allows for the prediction of the anisotropic poroelastic properties, Biot's coefficients, and moduli, from tissue-specific composition data, on the basis of tissue-independent ("universal")elastic properties of the elementary components of all bones. These poroelastic properties enter the governing equations for wave propagation in anisotropic porous media. They allow for prediction of undrained, fast and slow waves, as is verified by comparison of model results with experimental findings.

L'arrangement des os de propagationin d'onde ultrasonique est essentiel pour le développement ultérieur des techniques relatives dans la pratique clinique. En tant que n'importe quel autre milieu poreux saturé, l'os est caractérisé par différentes formes de propagation longitudinale de vague, l'un ou l'autre undrained des vagues ou jeûnent et (Frenkel-Biot) ralentissez les vagues de compression. Nous étudions ici la propagation de vague dans le cadre du poromicromechanics. Un modèle de micromechanics de continuum tient compte de la prévision des propriétés poroelastic anisotropes, des coefficients de Biot, et des modules, des données tissu-spécifiques de composition, sur la base d'tissu-indépendant ("les propriétés universal")elastic des composants élémentaires de tous les os. Ces propriétés poroelastic écrivent les équations régissantes pour la propagation de vague dans des médias poreux anisotropes. Elles tiennent compte de la prévision de undrained, rapidement et ralentissent des vagues, comme est vérifié par la comparaison des résultats modèles avec des résultats expérimentaux.
En ligne : christian.hellmich@tuwien.ac.at, ulm@mit.edu

[article] Microporodynamics of Bones: Prediction of the "Frenkel-Biot" Slow Compressional Wave = Microporodynamics des Os : Prévision de la Vague de Compression Lente d'"Frenkel-Biot" [texte imprimé] / Christian Hellmich, Auteur ; Ulm, Franz-Josef, Auteur . - 918-927 p.
Génie Civil, Génie Mécanique, Génie Electrique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > vol.131, N° 9 (Septembre 2005) . - 918-927 p.
Mots-clés : Biomechanics Porous materials Wave propagation Micromechanics Ultrasonic methods Compression waves Biomécanique Matériaux poreux Propagation de vague Méthodes ultrasoniques Vagues de compression
Index. décimale : 621.34/624/621.38
Résumé : Understanding of ultrasonic wave propagationin bones is essential for further development of related techniques in clinical practice. As any other saturated porous medium, bone is characterized by different forms of longitudinal wave propagation, either undrained waves or fast and (Frenkel-Biot) slow compressional waves. We here study the wave propagation in the framework of poromicromechanics. A Continuum micromechanics model allows for the prediction of the anisotropic poroelastic properties, Biot's coefficients, and moduli, from tissue-specific composition data, on the basis of tissue-independent ("universal")elastic properties of the elementary components of all bones. These poroelastic properties enter the governing equations for wave propagation in anisotropic porous media. They allow for prediction of undrained, fast and slow waves, as is verified by comparison of model results with experimental findings.

L'arrangement des os de propagationin d'onde ultrasonique est essentiel pour le développement ultérieur des techniques relatives dans la pratique clinique. En tant que n'importe quel autre milieu poreux saturé, l'os est caractérisé par différentes formes de propagation longitudinale de vague, l'un ou l'autre undrained des vagues ou jeûnent et (Frenkel-Biot) ralentissez les vagues de compression. Nous étudions ici la propagation de vague dans le cadre du poromicromechanics. Un modèle de micromechanics de continuum tient compte de la prévision des propriétés poroelastic anisotropes, des coefficients de Biot, et des modules, des données tissu-spécifiques de composition, sur la base d'tissu-indépendant ("les propriétés universal")elastic des composants élémentaires de tous les os. Ces propriétés poroelastic écrivent les équations régissantes pour la propagation de vague dans des médias poreux anisotropes. Elles tiennent compte de la prévision de undrained, rapidement et ralentissent des vagues, comme est vérifié par la comparaison des résultats modèles avec des résultats expérimentaux.
En ligne : christian.hellmich@tuwien.ac.at, ulm@mit.edu

Use of Supervisor Control and Data Acquisition for Damage Location of Water Delivery Systems / Shinozuka, Masanobu in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N° 3 (March 2005)

Public

ISBD

[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N° 3 (March 2005) . - 225-230 p.
Titre : Use of Supervisor Control and Data Acquisition for Damage Location of Water Delivery Systems
Titre original : Utilisation de Commande de Surveillant et d'Acquisition de Données pour l'Endroit de Dommages des Systèmes de la Livraison de l'Eau
Type de document : texte imprimé
Auteurs : Shinozuka, Masanobu, Auteur ; Feng, Maria Q. ; Liang, Jianwen, Auteur
Article en page(s) : 225-230 p.
Note générale : Génie Civil, Génie Mécanique, Génie Electrique
Langues : Anglais (eng)
Mots-clés : Damage Water distribution Water pipilines Buriedpipes Urban areas Data Collection Avarie Dommage Distribution de l'eau Canalisation de l'eau Pipes enterrées Secteurs urbains Collecte de données
Index. décimale : 621.34/624/621.38
Résumé : Urban water delivery systems can be damaged by earthquakes or severely cold weather. In either case, the damage cannot easily be detected and located, especially immediately after the event. In recent years, real-time damage estimation and diagnosis of buried pipelines attracted much attention or researchers focusing on establishing the relationship between damage ratio (breaks per unit length of pipe) and ground motion, taking the soil condition into consideration. Due to the uncertainly and complexity of the parameters that effect the pipe damage mechanism, it is not easy to estimate the degree of physical damage only with a few numbers of parameters. As an alternative, this paper develops a methodology to detect and locate the damage in a water delivery system by monitoring water pressure on-line at some selected positions in the water delivery systems. For the purpose of on-line monotoring, emerging supervisory control and date acquisition technology can be well used. A Neural network-based inverse analysis method is constructed for detecting the extent and location of damage based on the variation of water pressure. The Neural network is trained by using analytically simulated data from the water delivery system with one location of damage, and validated by using a set of data that have never been used in the training. It is found that the method provides a quick, effective, and pratical way in which the damage sustained by a water delivery system can be detected and located.

Des systèmes urbains de la livraison de l'eau peuvent être endommagés par des tremblements de terre ou sévèrement froid survivez à. Dans l'un ou l'autre cas, les dommages ne peuvent pas facilement être détectés et trouvés, particulièrement juste après l'événement. Ces dernières années, l'évaluation de dommages et le diagnostic en temps réel des canalisations enterrées ont attiré beaucoup d'attention ou chercheurs se concentrant sur établir le rapport entre le rapport de dommages (coupures par unité de longueur de pipe) et le mouvement au sol, prenant en compte l'état de sol. En raison du incertain et de la complexité des paramètres qui effectuent le mécanisme de dommages de pipe, il n'est pas facile d'estimer le degré de dommages physiques seulement avec quelques nombres de paramètres. Comme alternative, cet article développe une méthodologie pour détecter et trouver les dommages dans un système de la livraison de l'eau près de surveiller la pression de l'eau en ligne à quelques positions choisies dans les systèmes de la livraison de l'eau. Afin de monotoring en ligne, la technologie de surveillance naissante de commande et d'acquisition de date peut être bien employée. Une méthode inverse réseau-basée neurale d'analyse est construite pour détecter l'ampleur et l'endroit des dommages basés sur la variation de la pression de l'eau. Le réseau neurologique est formé en employant des données analytiquement simulées du système de la livraison de l'eau avec un endroit des dommages, et validé en employant un ensemble de données qui n'ont été jamais employées dans la formation. On le constate que la méthode fournit une manière rapide, efficace, et pratical dont les dommages soutenus par un système de la livraison de l'eau peuvent être détectés et trouvés.

En ligne : shino@usc.edu, jwliang@public.tjuc.com.cn, mfeng@uci.edu

[article] Use of Supervisor Control and Data Acquisition for Damage Location of Water Delivery Systems = Utilisation de Commande de Surveillant et d'Acquisition de Données pour l'Endroit de Dommages des Systèmes de la Livraison de l'Eau [texte imprimé] / Shinozuka, Masanobu, Auteur ; Feng, Maria Q. ; Liang, Jianwen, Auteur . - 225-230 p.
Génie Civil, Génie Mécanique, Génie Electrique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N° 3 (March 2005) . - 225-230 p.
Mots-clés : Damage Water distribution Water pipilines Buriedpipes Urban areas Data Collection Avarie Dommage Distribution de l'eau Canalisation de l'eau Pipes enterrées Secteurs urbains Collecte de données
Index. décimale : 621.34/624/621.38
Résumé : Urban water delivery systems can be damaged by earthquakes or severely cold weather. In either case, the damage cannot easily be detected and located, especially immediately after the event. In recent years, real-time damage estimation and diagnosis of buried pipelines attracted much attention or researchers focusing on establishing the relationship between damage ratio (breaks per unit length of pipe) and ground motion, taking the soil condition into consideration. Due to the uncertainly and complexity of the parameters that effect the pipe damage mechanism, it is not easy to estimate the degree of physical damage only with a few numbers of parameters. As an alternative, this paper develops a methodology to detect and locate the damage in a water delivery system by monitoring water pressure on-line at some selected positions in the water delivery systems. For the purpose of on-line monotoring, emerging supervisory control and date acquisition technology can be well used. A Neural network-based inverse analysis method is constructed for detecting the extent and location of damage based on the variation of water pressure. The Neural network is trained by using analytically simulated data from the water delivery system with one location of damage, and validated by using a set of data that have never been used in the training. It is found that the method provides a quick, effective, and pratical way in which the damage sustained by a water delivery system can be detected and located.

Des systèmes urbains de la livraison de l'eau peuvent être endommagés par des tremblements de terre ou sévèrement froid survivez à. Dans l'un ou l'autre cas, les dommages ne peuvent pas facilement être détectés et trouvés, particulièrement juste après l'événement. Ces dernières années, l'évaluation de dommages et le diagnostic en temps réel des canalisations enterrées ont attiré beaucoup d'attention ou chercheurs se concentrant sur établir le rapport entre le rapport de dommages (coupures par unité de longueur de pipe) et le mouvement au sol, prenant en compte l'état de sol. En raison du incertain et de la complexité des paramètres qui effectuent le mécanisme de dommages de pipe, il n'est pas facile d'estimer le degré de dommages physiques seulement avec quelques nombres de paramètres. Comme alternative, cet article développe une méthodologie pour détecter et trouver les dommages dans un système de la livraison de l'eau près de surveiller la pression de l'eau en ligne à quelques positions choisies dans les systèmes de la livraison de l'eau. Afin de monotoring en ligne, la technologie de surveillance naissante de commande et d'acquisition de date peut être bien employée. Une méthode inverse réseau-basée neurale d'analyse est construite pour détecter l'ampleur et l'endroit des dommages basés sur la variation de la pression de l'eau. Le réseau neurologique est formé en employant des données analytiquement simulées du système de la livraison de l'eau avec un endroit des dommages, et validé en employant un ensemble de données qui n'ont été jamais employées dans la formation. On le constate que la méthode fournit une manière rapide, efficace, et pratical dont les dommages soutenus par un système de la livraison de l'eau peuvent être détectés et trouvés.

En ligne : shino@usc.edu, jwliang@public.tjuc.com.cn, mfeng@uci.edu

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621.34/624/621.38

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