NUMERICAL SOLUTION OF THE INVERSE COEFFICIENT ACOUSTIC PROBLEM USING LAPLACE TRANSFORM AND DIFFERENTIAL EVOLUTION METHOD

Herald of Kazakh-British technical university, 2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.55452/1998-6688-2026-23-2-108-123
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This paper addresses the solution of the inverse coefficient problem for the wave equation aimed at reconstructing the spatial distribution of the speed of sound in an inhomogeneous medium. The Laplace transform is applied to solve the direct problem, eliminating time dependence and reducing the problem to ordinary differential equations in the frequency domain, which significantly decreases computational costs. The inverse problem is formulated as an optimization task: minimizing the residual functional between calculated and measured acoustic pressure values using the stochastic global optimization method, Differential Evolution. Numerical experiments were conducted on a multilayer medium model (sand, soil, rock, water, air) using synthetic data with added random noise. An adaptive combined reconstruction method is proposed to reduce errors at medium boundaries. The results demonstrate high accuracy: the relative error of the sound speed profile reconstruction was approximately from 2.5 to 4.3%, confirming the approach's effectiveness for acoustic diagnostics and tomography applications.