Search
dr hab. inż. arch. Jan Kozicki
Employment
- Associate professor at Institute of Physics and Applied Computer Science
Publications
Filters
total: 62
Catalog Publications
Year 2024
-
From flow to jamming: Lattice Gas Automaton simulations in granular materials
PublicationWe introduce the first extension of a Lattice Gas Automaton (LGA) model to accurately replicate observed emergent phenomena in granular materials with a special focus on previously unexplored jamming transitions by incorporating gravitational effects, energy dissipation in particle collisions, and wall friction. We successfully reproduce flow rate evolution, density wave formation, and jamming transition observed in experiments....
-
Simulations of the Behavior of Granular Bodies Using the Discrete Element Approach
PublicationZachowanie niespójnych ciał ziarnistych opisano metodą elementów dyskretnych (DEM) w warunkach quasi-statycznych dwu- i trójwymiarowych. Do symulacji nieregularnego kształtu granulatu wykorzystano kule z momentami kontaktowymi lub skupiska sztywnych kul. Początkowo badano dwa różne problemy dla zagęszczonego materiału ziarnistego: pasywne przemieszczanie ściany oporowej i ściskanie w płaskim stanie odkształceń pod stałym ciśnieniem...
-
YADE - An extensible framework for the interactive simulation of multiscale, multiphase, and multiphysics particulate systems
PublicationThis contribution presents the key elements of YADE, an extensible open-source framework for dynamic simulations. During the past 19 years, YADE has evolved from "Yet Another Dynamic Engine"' to a versatile multiscale and multiphysics solver, counting a large, active, and growing community of users and developers. The computationally intense parts of the source code are written in C++, using flexible object models that allow for...
Year 2023
-
Numerical modeling of quantum dynamical processes
PublicationIn this dissertation I present a high-precision (15, 18 or 33 decimal places) C++ implementation of quantum dynamics time propagation algorithms for both time-independent and time-dependent Hamiltonian with an inhomogeneous source term. Moreover I present an extension of both algorithms for time propagation to handle arbitrary number of coupled electronic levels. I have performed a careful validation of these implementations comparing...
-
Optimization of the femtosecond laser impulse for excitation and the Spin-Orbit mediated dissociation in the NaRb Dimer
PublicationWe study the dynamics of multiple coupled states under the influence of an arbitrary time-dependent external field to investigate the femtosecond laser-driven excitation and the spin-orbit mediated dissociation in the NaRb dimer. In this process, the dimer is excited from the ground triplet state 1^3Sigma+ to the 1^3Pi state using the femtosecond laser impulse and the spin-orbit coupling between the 1^3Pi and 2^1Sigma+ states results...
-
Very accurate time propagation of coupled Schrödinger equations for femto- and attosecond physics and chemistry, with C++ source code
PublicationIn this article, I present a very fast and high-precision (up to 33 decimal places) C++ implementation of the semi-global time propagation algorithm for a system of coupled Schrödinger equations with a time-dependent Hamiltonian. It can be used to describe time-dependent processes in molecular systems after excitation by femto- and attosecond laser pulses. It also works with an arbitrary user supplied Hamiltonian and can be used...
Year 2022
-
Implementation of high-precision computation capabilities into the open-source dynamic simulation framework YADE
PublicationThis paper deals with the implementation of arbitrary precision calculations into the open-source discrete element framework YADE published under the GPL-2+ free software license. This new capability paves the way for the simulation framework to be used in many new fields such as quantum mechanics. The implementation details and associated gains in the accuracy of the results are discussed. Besides the "standard" double (64 bits)...
Year 2021
-
Spontaneous electron emission vs dissociation in internally hot silver dimer anions
PublicationReferring to a recent experiment, we theoretically study the process of a two-channel decay of the diatomic silver anion (Ag2-), namely the spontaneous electron ejection giving Ag2 + e- and the dissociation leading to Ag- + Ag. The ground state potential energy curves of the silver molecules of diatomic neutral and negative ion were calculated using proper pseudo-potentials and atomic basis sets. We also estimated the non-adiabatic...
Year 2020
-
Simulations of hydro-fracking in rock mass at meso-scale using fully coupled DEM/CFD approach
PublicationThe paper deals with two-dimensional (2D) numerical modelling of hydro-fracking (hydraulic fracturing) in rocks at the meso-scale. A numerical model was developed to characterize the properties of fluid-driven fractures in rocks by combining the discrete element method (DEM) with computational fluid dynamics (CFD). The mechanical behaviour of the rock matrix was simulated with DEM and the behaviour of the fracturing fluid flow...
Year 2018
-
Electronic structure and rovibrational predissociation of the 2^1Π state in KLi
PublicationAdiabatic potential energy curves of the 3^1Σ^+, 3^3Σ^+, 2^1Π and 2^3Π states correlating for large internuclear distance with the K(4s) + Li(2p) atomic asymptote were calculated. Very good agreement between the calculated and the experimental curve of the 2^1Π state allowed for a reliable description of the dissociation process through a small (∼20 cm−1 for J = 0) potential energy barrier. The barrier supports several rovibrational...
-
Potential energy surfaces of the low-lying electronic states of the Li+LiCs system
PublicationAb initio quantum chemistry calculations are performed for the mixed alkali triatomic system. Global minima of the ground and first excited doublet states of the trimer are found and Born-Oppenheimer potential energy surfaces of the Li atom interacting with the LiCs molecule were calculated for these states. The lithium atom is placed at various distances and bond angles from the lithium-caesium dimer. Three-body nonadditive forces...
-
Relationship between vortex structures and shear localization in 3D granular specimens based on combined DEM and Helmholtz-Hodge decomposition.
PublicationRelationship between vortex structures and shear localization in 3D granular specimens based on combined DEM and Helmholtz-Hodge decomposition. Granular Matter, doi:10.1007/s10035-018-0815-0, 2018.
Year 2017
-
Investigations of quasi-static vortex structures in 2D sand specimen under passive earth pressure conditions based on DEM and Helmholtz-Hodge vector field decomposition.
PublicationArtykuł przedstawia wyniki obliczeń quasi-statycznych struktur wirowych w 2-wymiarowej próbce piasku w warunkach pasywnego parcia gruntu. Zastosowano metodę elementów dyskretnych i dekompozycję Helmholtza-Hodge’a pola wektorowego. Stwierdzono bliską zależność między wirami a miejscem powstania strefy lokalizacji odkształceń stycznych.
-
INVESTIGATIONS OF QUASI-STATIC VORTEX-STRUCTURES IN 3D SAND SPECIMENS BASED ON DEM AND HELMHOLTZ-HODGE VECTOR FIELD DECOMPOSITION.
PublicationArtykuł omawia wyniki numeryczne dotyczące struktur wirowych w materiałach granulowanych w warunkach 3D. Obliczenia wykonano dla ściskania dwuosiowego. W symulacjach wykorzystano metodę elementów dyskretnych i dekompozycję pola wektorowego wg Helmholtza-Hodge’a Struktury wirowe okazały się znakomitym prekursorem lokalizacji odkształceń stycznych w materiałach granulowanych podczas obciążenia.
-
Investigations of vortex-structures in granular bodies based on DEM and Helmholtz-Hodge flow field decomposition
PublicationArtykuł omawia wyniki numeryczne dotyczące struktur wirowych w materiałach granulowanych. Obliczenia wykonano dla stanu pasywnego przemieszczającej się sztywnej ścianki. W symulacjach wykorzystano metodę elementów dyskretnych i dekompozycję Helmholtza/Hodge’a pola prędkości. Struktury wirowe okazały się znakomitym prekursorem lokalizacji odkształceń stycznych w materiałach granulowanych.
Year 2016
-
DEM investigations of two-dimensional granular vortex- and anti-vortex- structures during plane strain compression.
PublicationDEM investigations of two-dimensional granular vortex- and anti-vortex- structures during plane strain compression.
Year 2015
-
DEM analysis of micro-structural events within granular shear zones under passive earth pressure conditions
PublicationW artykule omówiono wyniki obliczeń numerycznych dla pasku dla stanu pasywnego sztywnej ścianki podczas jej translacji stosując metodę elementów dyskretnych. Analizowano głównie zjawiska mikrostrukturalne w strefach ścinania podczas translacji sztywnej ścianki. Szczególna uwagę zwrócono na pojawienie się wirów w materiale granulowanym.
-
Discrete Modelling of Micro-structural Phenomena in Granular Shear Zones
PublicationThe micro-structure evolution in shear zones in cohesionless sand for quasi-static problems was analyzed with a discrete element method (DEM). The passive sand failure for a very rought retaining wall undergoing horizontal translation towards the sand backfill was discussed. To simulate the behaviour of sand, the spherical discrete element model was used with elements in the form of rigid spheres with contacts moments.
-
Effect of mean grain diameter on vortices, force chains and local volume changes in granular shear zones
PublicationW artykule pokazano rozwój różnych zjawisk mikrostrukturalnych na poziomie ziarna materiału granulowanego podczas parcia pasywnego piasku na sztywną ściankę przemieszczającą się poziomo. Obliczenia wykonano stosując metodę DEM. Wyniki na poziomie globalnym porównano z wynikami MES. Szczególna uwagę zwrócono na rozwój wirów i łańcuchów sił miedzy ziarnami.
Year 2014
-
Discrete simulations of a triaxial compression test for sand by DEM.
PublicationArtykuł przedstawia wyniki symulacji dyskretnych dla ściskania trójosiowego stosując metodę elementów dyskretnych DEM. Symulacje wykonano dla piasku. Zastosowano kuli z momentami kontaktu do symulacji kształtu ziaren. Przeprowadzono analizy dla różnych zmiennych parametrów: średnica piasku, krzywa uziarnienia, kształt ziaren, wymiary próbki i warunki brzegowe.
Year 2013
-
Application of DIC technique to concrete - study on objectivity of measured surface displacements
PublicationArtykuł omawia wyniki pomiarów szerokości lokalizacji odkształceń na powierzchni betonu podczas zginania belek. Wykonano obszerne studia nad obiektywnością pomierzonych przemieszczeń w betonie. Opracowano własna metodę do obliczeń szerokości lokalizacji.
-
Discrete analysis of micro-structural events in granular shear zones
PublicationW artykule pokazano rozwój różnych zjawisk mikrostrukturalnych na poziomie ziarna podczas parcia pasywnego piasku na sztywną ściankę przemieszczającą się poziomo. Obliczenia wykonano stosując metodę DEM. Wyniki na poziomie globalnym porównano z wynikami MES. Szczególna uwagę zwrócono na rozwój łańcuchów sił miedzy ziarnami.
-
Discrete modelling results of a direct shear test for granular materials versus FE results
PublicationArtykuł porównuje wyniki DEM i MES dla testu bezpośredniego ścinania materiałów granulowanych. Obliczenia MES wykonano przy zastosowaniu mikropolarnego modelu hipoplastycznego. W obliczeniach DEM z kulami i momentami kontaktu zwrócono uwagę na zjawiska mikrostrukturalne w strefie ścinania na poziomie ziaren.
-
Investigations of micro-structure evolution in granular shear zones using DEM.
PublicationW artykule pokazano rozwój różnych zjawisk mikrostrukturalnych na poziomie ziarna podczas parcia piasku na sztywną ściankę przemieszczającą się poziomo. Obliczenia wykonano stosując metodę DEM. Wyniki na poziomie globalnym porównano z wynikami doświadczalnymi i wynikami MES. Szczególna uwagę zwrócono na rozwój wirów w strefach ścinania.
-
Study of some micro-structural phenomena in granular shear zones
PublicationW artykule pokazano wyniki dyskretne zachowania się ziaren materiałów granulowanych w strefie ścinania uzyskane metodą DEM. Wyniki porównano z wynikami MES na bazie mikropolarnego hipoplastycznego prawa konstytutywnego. Szczególną uwagę zwrócono w obliczeniach na zjawiska mikrostrukturalne w strefie ścinania takie jak: wiry, łańcuchy sił, lokalne zmiany porowatości.
Year 2012
-
Effect of grain roughness on strength, volume changes, elastic and dissipated energies during quasi-static homogeneous triaxial compression using DEM
PublicationArtykuł omawia wpływ szorstkości ziaren na wytrzymałość, zmiany objętościowe, sprężyste i dysypywane energie podczas jednorodnego quasi-statycznego trójosiowego ściskania. Obliczenia wykonano stosując metodę elementów dyskretnych. W obliczeniach zastosowano różne szorstkości ziaren.
-
Effect of grain roughness on strength, volume changes, elastic and dissipated energies during quasi-static triaxial and biaxial compression using DEM
PublicationArtykuł omawia wpływ szorstkości ziaren na wytrzymałość, zmiany objętościowe, sprężyste i dysypywane energie podczas jednorodnego quasi-statycznego trójosiowego i dwuosiowego ściskania. Obliczenia wykonano stosując metodę elementów dyskretnych. W obliczeniach zastosowano różne szorstkości ziaren. Zbadano różne zjawiska na poziomie ziarna w strefie ścinania.
-
Numerical simulations of sand behavior using DEM with 2 different descriptions of grain roughness
PublicationW rozdziale przedstawiono wyniki dyskretnych symulacji jednorodnego trójosiowego ściskania piasku przy zastosowaniu metody elementów dyskretnych. Obliczenia wykonano stosując 2 różne opisy szorstkości ziaren: kule z uwzględnieniem momentów kontaktu oraz grona kul. Obliczono energię sprężystą i dysypację plastyczną. Wyniki symulacji numerycznych porównano z wynikami doświadczalnymi.
Year 2011
-
Discrete simulations of shear zone patterning in sand in earth pressure problems of a retaining wall
PublicationW artykule przedstawiono wyniki doświadczalne i teoretyczne naporu piasku na ściankę szczelną. Obliczenia wykonano stosując metodę elementów dyskretnych. Wyniki porównano z wynikami uzyskanymi metodą elementów skończonych na bazie mikropolarnego hipoplastycznego prawa materiałowego oraz z wynikami doświadczalnymi uzyskanymi metodą korelacji obrazów cyfrowych. Wykonano obszerne studia parametryczne.
-
Human friendly architectural design for a small Martian base
PublicationW artykule przedstawiono architektoniczny projekt przyjaznej człowiekowi bazy marsjańskiej. Stworzony on został na podstawie analizy warunków na Marsie, dostępnych obecnie technologii i problemów socjopsychologicznych w izolowanych habitatach w warunkach ekstremalnych, a także w odniesieniu do Marsjańskiej Misji Wzorcowej opracowanej przez NASA. Autorzy szczególną uwagę poświęcili czynnikowi ludzkiemu, który nie może zostać zaniedbany...
Year 2010
-
A 3D lattice model to describe fracture process in fibrous concrete
PublicationArtykuł omawia wyniki modelowania procesu zarysowania w elementach betonowych zawierające stalowe włókna przy zastosowaniu dyskretnego modelu kratownicowego. Beton był modelowany na poziomie mezoskali z uwzględnieniem 5 faz: kruszywa, zaczynu cementowego, włókien i obu stref kontaktu. Obliczenia trójwymiarowe wykonano dla jednoosiowego rozciągania.
-
Comparative modeling of shear localization in granular bodies with FEM and DEM
PublicationThe intention of the paper is to compare the calculations of shear zones in granular bodies using two different approaches: a continuum and a discrete one. In the first case, the FEM based on a micro-polar hypoplastic constitutive law was used. In the second case, the DEM was taken advantage of, where contact moments were taken into account to model grain roughness. The comparative calculations were performed for a passive case...
-
Effect of steel fibres on concrete behavior in 2D and 3D simulations using lattice model.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej symulacji betonu zbrojonego włóknami stalowymi. Beton został opisany w skali mezo jako materiał 3-fazowy przy zastosowaniu modelu sieciowego. Obliczenia wykonano dla rozciągania jednoosiowego. Porównano ze sobą wyniki dwu- i trójwymiarowe.
Year 2009
-
Modeling of the behavior of granular bodies using DEM with contact moments
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji badania trójosiowego dla materiałów granulowanych. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody DEM. Pokazano wpływ momentów kontaktowych na wytrzymałość próbki. Zbadano wpływ parametrów mikroskopowych.
-
Numerical simulations of a triaxial test in granular bodies using discrete particle simulations with contact moments
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji badania trójosiowego dla materiałów granulowanych. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody DEM. Pokazano wpływ momentów kontaktowych na wytrzymałość próbki. Zbadano wpływ parametrów mikroskopowych.
-
Numerical simulations of triaxial test with sand using DEM. Archives of Hydro-Engineering and Environmental
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji badania trójosiowego dlamateriałów granulowanych. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metodyDEM. Pokazano wpływ momentów kontaktowych na wytrzymałoć próbki. Zbadanowpływ parametrów mikroskopowych na zachowanie się materiału. Wynikiporównano z doswiadczeniami.
-
Simulation of fracture process in fibrous concrete
PublicationArtykuł omawia wyniki modelowania procesu zarysowania w elementach betonowych zawierające stalowe włókna przy zastosowaniu dyskretnego modelu kratownicowego. Beton był modelowany na poziomie mezoskali z uwzględnieniem 5 faz: kruszywa, zaczynu cementowego, włókien i obu stref kontaktu. Obliczenia wykonano dla jednoosiowego ściskania oraz jednoosiowego rozciągania.
-
Steel-fibrous concrete -experiments and a numerical discrete model
PublicationW książce przedstawiono wyniki doświadczalne i numeryczne dotyczące rys w elementach betonowych wzmocnionych włóknami stalowymi dla różnych problemów brzegowych quasi-statycznych. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu własnego oryginalnego modelu sieciowego. W modelu beton z włóknami stalowymi był modelowany na poziomie mezo. W obliczeniach uwzględniono strefy kontaktu miedzy kruszywem a zaczynem oraz włóknami a zaczynem.
Year 2008
-
A new open-source software developed for numerical simulations usingdiscrete modeling methods
PublicationThe purpose of this work is to present the development of an open-source software based on a discrete description of matter applied to study the behavior of geomaterials. This software uses Object Oriented Programming techniques, and its methodology design uses three different methods, which are the Discrete Element Method (DEM) [F. Donzé, S.A. Magnier, Formulation of a three-dimensional numerical model of brittle behavior, Geophys....
-
Comparative modelling of shear localization in granular bodies using a discrete and continuum approach
PublicationW artykule przedstawiono pierwsze wyniki symulacji rys w betonie przy zastosowaniu metody elementów dyskretnych. W obliczeniach wykorzystano program YADE. W symulacjach wykorzystano kulki o różnych średnicach. Przyjęto dodatkowo działanie momentu symulującego szorstkość ziaren.
-
Modelling of fracture process in concrete using a novel lattice model.
PublicationArtykuł omawia wyniki modelowania procesu zarysowania w elementach betonowych przy zastosowaniu dyskretnego modelu kratownicowego. Beton był modelowany na poziomie mezoskali z uwzględnieniem 3 faz: kruszywa, zaczynu cementowego i stref kontaktu. Obliczenia wykonano dla rozciągania i ścinania połączonego z rozciąganiem.
-
Simulation of fracture process in concrete elements with steel fibres using discrete lattice model
PublicationArtykuł omawia wyniki modelowania procesu zarysowania w elementach betonowych zawierające stalowe włókna przy zastosowaniu dyskretnego modelu kratownicowego. Beton był modelowany na poziomie mezoskali z uwzględnieniem 5 faz: kruszywa, zaczynu cementowego, włókien i obu stref kontaktu. Obliczenia wykonano dla jednoosiowego ściskania, jednoosiowego rozciągania i zginania prostego.
-
Yade-open DEM: an open-source software using a discrete element methodto simulate granular material
PublicationPurpose - YADE-OPEN DEM is an open source software based on the Discrete Element Method which uses object oriented programming techniques. The paper describes the softwarearchitecture.Design/methodology/approach - The DEM chosen uses position, orientation, velocity and angular velocity as independent variables of simulated particles which are subject to explicit leapfrog time-integration scheme (Lagrangian method). The three-dimensional...
Year 2007
-
Application of discrete models to describe the fracture process in brittle materials
PublicationPraca doktorska ''Zastosowanie modeli dyskretnych do opisu propagacji rys w materiałwch kruchych'' została podjęta z uwagi na fakt, że bardzo istotne jest poznanie mechanizmu powstawania lokalizacji odkształceń w materiałach kruchych takich jak beton (rysty i strefy ścianania) na poziomie mikroskopowym. Poznanie to daje mozliwość bardziej realistycznego wymiarowania elementów konstrukcji betonowych i żelbetowych oraz przewidywania...
-
Effect of aggregate structure on fracture process in concrete using 2D lattice model
PublicationArtykuł przedstawia symulacje rys w betonie przy zastosowaniu nowego modelu siatkowego. Zbadano wpływ rozkładu i wielkości kruszywa oraz wpływ strefy kontaktu na nośność i propagacje rys. Obliczenia były dwuwymiarowe.
-
Experimental investigations of strain localization in concrete using Digital Image Correlation (DIC) technique
PublicationW artykule przedstawiono wyniki pomiarów tensora odkształceń w belkach betonowych podczas zginania. Pomiary stref pękania wykonano przy zastosowaniu techniki fotooptycznej DIC.
-
Investigations of size effect in tensile fracture of concrete using a lattice model
PublicationArtykuł przedstawia symulacje efektu skali w betonie podczas rozciągania przy zastosowaniu nowego modelu siatkowego. Zbadano wpływ rozkładu i wielkości kruszywa oraz wpływ strefy kontaktu na efekt skali.
Year 2006
-
2D lattice model for fracture in brittle materials
PublicationW artykule przedstawiono wyniki obliczeń propagacji rys w elementach betonowych przy zastosowaniu modelu dyskretnego opartego na ruszcie belkowym. Obliczenia wykonano dla różnych problemów brzegowych.
-
Lattice type fracture model for brittle materials
PublicationW artykule przedstawiono wyniki obliczeń propagacji rys w elementach betonowych przy zastosowaniu modelu dyskretnego opartego na ruszcie belkowym. Obliczenia wykonano dla różnych problemów brzegowych. W modelu przyjęto inne właściwości dla kruszywa, zaczynu cementowego oraz strefy kontaktu.
-
Measurements of strain localization in granular and brittle specimens using a digital image correlation technique
PublicationW artykule przedstawiono wyniki pomiarów lokalizacji odkształceń w materiałach granulowanych i kruchych przy zastosowaniu cyfrowej techniki korelacji obrazu. Doświadczenia wykonano dla przepływu silosowego (materiały granulowane) i zginanych belek betonowych (materiały kruche).
seen 4607 times