Search
Filters
total: 631
filtered: 559
Search results for: finite-difference time domain (fdtd)
-
High frequency dynamics of an isotropic Timoshenko periodic beam by the use of the Time-domain Spectral Finite Element Method
PublicationIn this work results of numerical simulations and experimental measurements related to the high frequency dynamics of an aluminium Timoshenko periodic beam are presented. It was assumed by the authors that the source of beam structural periodicity comes from periodical alterations to its geometry due to the presence of appropriately arranged drill-holes. As a consequence of these alterations dynamic characteristics of the beam...
-
Asynchronous time difference of arrival (ATDOA) method
PublicationA new method for a location service in the asynchronous wireless sensor networks is outlined. This method, which is called asynchronous time difference of arrival (ATDOA), enables calculation of the position of a mobile node without knowledge of relative time differences (RTDs) between measuring sensors. The ATDOA method is based on the measurement of time difference of arrival between the node and the same sensor at the discrete...
-
Application of the Fractional Fourier Transform for dispersion compensation in signals from a fiber-based Fabry-Perot interferometer
PublicationOptical methods of measurement do not require contact of a probe and the object under study, and thus have found use in a broad range of applications such as nondestructive testing (NDT), where noninvasive measurement is crucial. Measuring the refractive index of a material can give a valuable insight into its composition. Low‑coherence radiation sources enable measurement of the sample’s properties across a wide spectrum, while...
-
Approximate analytical boundary conditions for efficient finite difference frequency domain simulations in cylindrical coordinates
PublicationW artykule zaprezentowano prostą technikę analizy rezonatora otwartego. Algorytm łączy w sobie metodę różnic skończonych i rozwinięć funkcyjnych , umożliwiając implementację warunków brzegowych symulujących otwartą przestrzeń. Metoda testowana była w analizie rezonatorów o różnych wymiarach,a otrzymane wyniki dobrze zgadzały się z rezultatami innych metod.
-
Efficient Multiscale Finite Difference Frequency Domain Analysis Using Multiple Macromodels with Compressed Boundaries
PublicationW niniejszym artykule zaprezentowany został nowatorski pomysł na zmniejszenie numerycznej złożoności metody różnic skończonych przy użyciu wielu makromodeli. Skuteczność techniki macromodelingu zależy od liczby portów modelu. Aby zwiększyć efektywność algorytmu, próbki pola na granicy makromodeli są zastępowane przez amplitudy wielomianów Legendre'a. Przedefiniowanie problemu w taki sposób powoduje znaczną redukcję czasu analizy....
-
Swapping Space for Time: An Alternative to Time-Domain Interferometry
PublicationYoung's double-slit experiment [1] requires two waves produced simultaneously at two different points in space. In quantum mechanics the waves correspond to a single quantum object, even as complex as a big molecule. An interference is present as long as one cannot tell for sure which slit is chosen by the object. The more we know about the path, the worse the interference. In the paper we show that quantum mechanics allows for...
-
On the convergence of a nonlinear finite-difference discretization of the generalized Burgers–Fisher equation
PublicationIn this note, we establish analytically the convergence of a nonlinear finite-difference discretization of the generalized Burgers-Fisher equation. The existence and uniqueness of positive, bounded and monotone solutions for this scheme was recently established in [J. Diff. Eq. Appl. 19, 1907{1920 (2014)]. In the present work, we prove additionally that the method is convergent of order one in time, and of order two in space. Some...
-
The finite-difference simulation of x-rays propagation through a system of lenses
PublicationThe propagation of X-ray waves through an optical system consisting of 33 aluminum X-ray refractive lenses is considered. For solving the problem, a finite-difference method is suggested and investigated. It is shown that very small steps of the difference grid are necessary for reliable computation of propagation of X-ray waves through the system of lenses. It is shown that the wave phase is a function very quickly increasing...
-
Optimizing the computation of a parallel 3D finite difference algorithm for graphics processing units
PublicationThis paper explores the possibilities of using a graphics processing unit for complex 3D finite difference computation via MUSTA‐FORCE and WENO algorithms. We propose a novel algorithm based on the new properties of CUDA surface memory optimized for 2D spatial locality and compare it with 3D stencil computations carried out via shared memory, which is currently considered to be the best approach. A case study was performed for...
-
On the convergence of a finite-difference discretization à la Mickens of the generalized Burgers–Huxley equation
PublicationIn this note, we establish the property of convergence for a finite-difference discretization of a diffusive partial differential equation with generalized Burgers convective law and generalized Hodgkin–Huxley reaction. The numerical method was previously investigated in the literature and, amongst other features of interest, it is a fast and nonlinear technique that is capable of preserving positivity, boundedness and monotonicity....
-
Structural studies of a cold-adapted dimeric Beta-D-galactosidase from Paracoccus sp. 32d
PublicationThe crystal structure of a novel dimeric [beta]-D-galactosidase from Paracoccus sp. 32d (Par[beta]DG) was solved in space group P212121 at a resolution of 2.4 Å by molecular replacement with multiple models using the BALBES software. This enzyme belongs to glycoside hydrolase family 2 (GH2), similar to the tetrameric and hexameric [beta]-D-galactosidases from Escherichia coli and Arthrobacter sp. C2-2, respectively. It is the second...
-
The finite difference methods of computation of X-rays propagation through a system of many lenses
PublicationThe propagation of X-ray waves through an optical system consisting of many beryllium X-ray refrac- tive lenses is considered. In order to calculate the propagation of electromagnetic in the optical sys- tem, two differential equations are considered. First equation for an electric field of a monochromatic wave and the second equation derived for complex phase of the same electric The propagation of X-ray waves through an optical system...
-
Study of Metrological Properties of Voltammetric Electrodes in the Time Domain
PublicationMetrological properties of voltammetric electrodes, in the situation where on their surface an electrochemical reaction of oxidizing/reduction takes place, were analyzed in this chapter. The properties of electrodes on which a reaction controlled by ion transport process takes place were taken into consideration. Also, it was analyzed how the electrode’s shape and the voltage polarizing the electrode influence this electrode’s...
-
Chirp-rate estimation of FM signals in the time-frequency domain
PublicationNovel dynamic representations of a complex signal in the time-frequency domain including: a channelized instantaneous complex frequency (CICF), a complex local group delay (CLGD) and a channelized instantaneous chirp-rate (CICR) are introduced. The proposed approach is based on the use of the gradient of the short-time Fourier transform complex phase. An interpretation of the newly-introduced distributions especially of the CICR...
-
Finite-difference analysis of a loaded hemispherical resonator
PublicationPrzedstawiono analizę osiowo symetrycznej struktury otwartego rezonatora he-misferycznego zawierającego warstwowe ośrodki dielektryczne. W analizie wy-korzystano metodę różnic skończonych w dziedzinie częstotliwości (FDFD). Wcelu osiągnięcia wysokiej dokładności obliczeń zastosowano zaawansowane me-tody modelowania warunków brzegowych i granicznych.
-
Low-coherence sensors with nanolayers for biomedical sensing
PublicationIn this paper, we describe the fiber optic low-coherence sensors using thin film. We investigated their metrological parameters. Presented sensors were made with the use of standard telecommunication single mode optical fiber (SMF28). Different materials were applied to obtain thick layers, such as boron doped diamond, silver and gold. The thickness of layers used in the experiments ranged from 100 nm to 300 nm. Measurements were...
-
Differential inequalities with initial time difference.
PublicationUzyskano pewne wyniki porównawcze pomiędzy rozwiązaniami nierówności różniczkowych startujących z różnych punktów początkowych. O nieliniowej funkcji f (związanej z zagadnieniem) zakładano jednostronny warunek Lipschitza. Podano pewne zastosowanie otrzymanych wyników. Sformułowano też pewne warunki dotyczące stabilności.
-
Simple and accurate field interpolation in finite difference methods
PublicationW artykule wprowadzono nową metodę interpolacji pól w metodzie różnic skończonych. Metoda jest prosta i daje wyniki bardziej dokładne niż w przypadku interpolacji liniowej. Proponowana metoda interpolacji może zostać użyta do poprawienia dokładności takich metod, jak subgridding.
-
Nonlinear Modeling in Time Domain Numerical Analysis of Stringed Instrument Dynamics
PublicationMusical instruments are very various in terms of sound quality with their timbre shaped by materials and geometry. Materials' impact is commonly treated as dominant one by musicians, while it is unclear whether it is true or not. The research proposed in the study focuses on determining influence of both these factors on sound quality based on their impact on harmonic composition. Numerical approach has been chosen to allowed independent...
-
Existence and uniqueness of monotone and bounded solutions for a finite-difference discretization a` la Mickens of the generalized Burgers–Huxley equation.
PublicationDeparting from a generalized Burgers–Huxley partial differential equation, we provide a Mickens-type, nonlinear, finite-difference discretization of this model. The continuous system is a nonlinear regime for which the existence of travelling-wave solutions has been established previously in the literature. We prove that the method proposed also preserves many of the relevant characteristics of these solutions, such as the positivity,...
-
TIME- AND FREQUENCY-DOMAIN QUASI-2D SMALL-SIGNAL MOSFET MODELS
PublicationA novel approach to small-signal MOSFET modeling is presented in this book. As a result, time- and frequency-domain physics-based quasi-2D NQS four-terminal small-signal MOSFET models are proposed. The time-domain model provides the background to a novel DIBL-included quasi‑2D NQS four-terminal frequency-domain small-signal MOSFET model. Parameters and electrical quantities of the frequency-domain model are described by explicit...
-
Delay differential inequalities with initial time difference
PublicationPraca dotyczy nierówności różniczkowych z argumentami opóźnionymi przy różnych warunkach początkowych. Podano twierdzenia porównawcze dla takich nierówności. Podano też warunki dostateczne na istnienie ekstremalnych rozwiązań odpowiednich równań różniczkowych z argumentami opóźnionymi.
-
Systems of differential inequalities with initial time difference.
PublicationPewne twierdzenia porównawcze są formułowane dla takich zagadnień.O funkcji F występującej po prawej stronie nierówności różniczkowej zakłada się, że spełnia własności kwasimonotoniczności. Sformułowanorównież twierdzenia o istnieniu ekstremalnych rozwiązań dla odpowiednich równań różniczkowych pierwszego rzędu z odchylonymi argumentami.
-
Differential-algebraic systems with initial time difference
PublicationO funkcjach występujących w zagadnieniu zakładano m.in. warunek typu Perrona uzyskując pewne wyniki porównawcze dla zagadnień różniczkowo-algebraicznych startujących z różnych punktów początkowych. Wyniki porównawcze uzyskano również wykorzystując odpowiednią funkcję typu Lapunova. Sformułowane zostały warunki dostateczne na to aby rozwiązanie było stabilne.
-
Time domain model of the resonance-based electromagnetic pulses emission system
PublicationIn the literature, the emission properties of the electromagnetic field pulse systems based on high voltage antennas (HVR) have been widely described. In order to increase the emission efficiency by extending duration and increasing amplitude of the impulse it is possible to use a resonance system tuned to the parameters of the signal shaped in the pulse forming circuit. The synthesis of a time-domain simulation model of a complex...
-
Efficient finite difference analysis of microstructured optical fibers [on line]
PublicationW pracy przedstawiono nową technikę numerycznej analizy mikrostruktur światłowodowych. Technika ta polega na połączeniu metody różnic skończonych i dyskretnych rozwinięć funkcyjnych. Pozwala to na zmniejszenie rozmiaru macierzy powstających przy analizie problemu, a jednocześnie na bezpośrednią implementację radiacyjnych warunków brzegowych. Testy algorytmu przeprowadzono dla kilku wybranych struktur, uzyskując bardzo dobrą zgodność...
-
A novel method of local chirp-rate estimation of LFM chirp signals in the time-frequency domain
PublicationIn the paper, novel dynamic representations of a complex signal in the time-frequency domain are introduced. The proposed approach is based on using the gradient of the short-time Fourier transform complex phase. A channelized instantaneous complex frequency (CICF) and a complex local group delay (CLGD) are included in the presented signal representations. An application of the newly-introduced distributions is demonstrated by...
-
Discrete Green's function approach to disjoint domain simulations in 3D FDTD method
PublicationA discrete Green’s function (DGF) approach to couple 3D FDTD subdomains is developed. The total-field/scattered-field subdomains are simulated using the explicit FDTD method whilst interaction between them is computed as a convolution of the DGF with equivalent current sources measured over Huygens surfaces. In the developed method, the DGF waveforms are truncated using the Hann’s window. The error varies in the range -65 to -40...
-
Finite difference approximations for nonlinear first order partial differential equations
PublicationKlasyczne rozwiązania nieliniowych równań różniczkowych o pochodnych cząst-kowych pierwszego rzędu są aproksymowane za pomocą równań quasiliniowych uk-ładów równań różniczkowych. Dowód zbieżności wykorzystuje metody porównawcze
-
Sinusoidal Alternating-Current Voltammetry and Metrological Properties of a Flat Voltammetric Electrode in the Time Domain
PublicationIn this paper there were analyzed metrological properties of a flat electrode used to mark ions with the method of sinusoidal alternating-current voltammetry in the situation where on its surface an electrochemical reversible reaction of oxidizing / reduction takes place. The result of the analysis conducted is that such a voltammetric electrode functions like a converter type I. Metrological properties of such an electrode in...
-
Influence of the Square Wave Voltage on Dynamical Properties of a Flat Voltammetric Electrode in the Time Domain by the Electrochemical Reversible Reaction
PublicationIn this article there is a presentation of the analysis of the polarizing voltage shape influencing dynamic properties of voltammetric electrodes when on their surface reversible reaction takes place in the time domain. The electrode polarization with linearly increasing voltage and with a square component, was analyzed. The analysis that were conducted showed that the voltammetric electrode behaves like a first order transducer....
-
Time Domain Modeling of Propeller Forces due to Ventilation in Static and Dynamic Conditions
PublicationThis paper presents experimental and theoretical studies on the dynamic effect on the propeller loading due to ventilation by using a simulation model that generates a time domain solution for propeller forces in varying operational conditions. For ventilation modeling, the simulation model applies a formula based on the idea that the change in lift coefficient due to ventilation computes the change in the thrust coefficient. It...
-
Delay integro-differential inequalities with initial time difference and applications.
PublicationPraca dotyczy nierówności różniczko-całkowych z opóźnionymi argumentami przy różnych warunkach początkowych. Przy pewnych założeniach (m.in. monotoniczność, jednostronny warunek Lipschitza) sformułowano twierdzenia porównawcze dla rozwiązań w.w nierówności. Pokazano zastosowania w technice iteracji monotonicznych i sformułowano warunki dostateczne na istnienie rozwiązań ekstremalnych dla równań różniczkowo-całkowych z odchylonymi...
-
A simple finite difference approach using unstructured meshes from FEM mesh generators.
PublicationPrezentujemy metodologię używania dwuwymiarowych różnic skończonych wykorzystujących siatki trójkątne z metody FEM. Określiliśmy wyrażenia opisujące pierwsząi drugą pochodną w oparciu o wartości pól w saśiednich punktach. Metodę przetestowaliśmy na strukturze rezonatora z prostokątnym rdzeniem dielektrycznym.
-
Photoplethysmographic Time-Domain Heart Rate Measurement Algorithm for Resource-Constrained Wearable Devices and its Implementation
PublicationThis paper presents an algorithm for the measurement of the human heart rate, using photoplethysmography (PPG), i.e., the detection of the light at the skin surface. The signal from the PPG sensor is processed in time-domain; the peaks in the preprocessed and conditioned PPG waveform are detected by using a peak detection algorithm to find the heart rate in real time. Apart from the PPG sensor, the accelerometer is also used to...
-
Time-domain prosodic modifications for text-to-speech synthesizer
PublicationAn application of prosodic speech processing algorithms to Text-To-Speech synthesis is presented. Prosodic modifications that improve the naturalness of the synthesized signal are discussed. The applied method is based on the TD-PSOLA algorithm. The developed Text-To-Speech Synthesizer is used in applications employing multimodal computer interfaces.
-
Time domain validation of ultracapacitor fractional order model
Publication -
Quadratic convergence of monotone iterations for differential equations with initial time difference
PublicationPodano warunki dostateczne na to, aby iteracje monotoniczne były zbieżne do jedynego rozwiązania równania różniczkowego przy różnych warunkach początkowych. Pokazano, że jest to zbieżność kwadratowa.
-
A new conformal radiation boundary condition for high accuracy finite difference analysis of open waveguides
PublicationW publikacji zaprezentowano nowe warunki brzegowe przeznaczone dla precyzyjnej analizy otwartych prowadnic falowych metodą różnic skończonych. Praca zawiera również liczne przykłady zastosowania proponowanej techniki oraz porównanie otrzymanych rezultatów numerycznych z wynikami otrzymywanymi przy użyciu innych metod.
-
Improvement of time difference of arrival measurements resolution by using fractional delay filters in a direct sequence-code division multiple access radionavigation system
PublicationThis study presents a method of improving time measurements resolution in a direct sequence-code division multiple access receiver by using a fine code tracking loop based on fractional delay filtering of a despreading sequence. It briefly describes the structure of a generic digital code tracking loop and the proposed modification which allows to measure time difference of arrival values with the subsample resolution, together...
-
TIME-DOMAIN NUMERICAL EVALUATION OF SHIP RESISTANCE AND MOTION IN REGULAR WAVES BY USING THE CFD URANS METHOD
PublicationTaking into account the International Maritime Organisation’s (IMO) strategy to radically reduce the GHG emitted by the shipping industry towards zero emission operation, today's assessment of ship behaviour in waves, its seakeeping characteristics and resistance and their interrelation with fuel consumption and emissions are one of the most attended research subject. There are three methods to conduct this analysis, which are...
-
Numerically robust delta - domain solutions to discrete - time Lyapunoequation
Publication.
-
A Novel Modal Technique for Time and Frequency Domain Analysis of Waveguide Components
PublicationW pracy zaprezentowano, nową i szybką metodę analizy komponentów falowodowych. Metoda opiera się na kombinacji metody różnic skończonych, metody dekompozycji dziedziny obliczeniowej, redukcji rzędu modelu oraz dyskretnych rozwinięć funkcyjnych. Przedstawiona technika pozwala na skrócenie czasu analizy układu nawet o dwa rzędy wielkości w stosunku do poprzednich algorytmów.
-
A Modeling Problem of a Continuous-Time Domain Signal and Its Discrete Counterpart
Publication -
Efficient modeling of the time-domain crosstalk phenomena in coupled microstrip lines
PublicationW pracy przedstawiono efektywną technikę analizy zjawiska przesłuchu w sprzężonych liniach mikropaskowych. Analiza uwzględnia hybrydową naturę prowadzonych fal i prowadzi do określenia postaci czasowych sygnałów na zaciskach struktury w zależności od parametrów układu linii sprzężonych oraz własności obciążeń. Wyniki analizy zweryfikowano poprzez porównanie z wynikami badań eksperymentalnych, uzyskując bardzo dobrą zgodność.
-
Time-domain measurement methods for R, L and C sensors based on aversatile direct sensor-to-microcontroller interface circuit
PublicationtIn the paper new time-domain measurement methods for determining values of resistive (R), inductive(L) and capacitive (C) sensors based on a versatile direct sensor-to-microcontroller interface for microcon-trollers with internal analog-to-digital converters (ADCs) and analog comparators (ACs) are presented.The interface circuit consists of a reference resistor Rrworking as a voltage divider, a given R, L or C sensorand a microcontroller...
-
Hybrid finite-difference/mode-matching method for analysis of scattering from arbitrary configuration of rotationally-symmetrical posts
PublicationW artykule przedstawiona została metoda hybrydowa pozwalająca na analizę zjawiska rozpraszania od dowolnej konfiguracji obiektów o osiowej symetrii. Proponowana metoda oparta jest na reprezentacji obiektu lub dowolnej konfiguracji obiektów poprzez zastępczy obiekt kulisty ze znanymi warunkami brzegowymi. W analizie pojedynczego obiektu wykorzystana została metoda hybrydowa stanowiąca połączenie metody różnic skończonych z metodą...
-
Application of a hybrid finite difference-mode matching method to the analysis of circular cavities loaded with cylindrical metallic objects
PublicationW artykule przedstawiono badania rezonatorów cylindrycznych zawierających obiekty cylindryczne o dowolnym przekroju poprzecznym z wykorzystaniem metody hybrydowej stanowiącej połączenie metody różnic skończonych z metodą dopasowania rodzajów. W ramach badań określono częstotliwości rezonansowe dla wybranych struktur rezonatorów. Wyniki numeryczne zostały zweryfikowane eksperymentalnie.
-
Analysis of scattering from arbitrary configuration of cylindrical objects using hybrid finite-difference mode-matching method
PublicationW artykule przedstawiono nową metodę hybrydową stanowiącą połączenie metody różnic skończonych z metodą dopasowania rodzajów, pozwalającą na analizę obiektów cylindrycznych o dowolnym przekroju poprzecznym. W prezentowanej metodzie poszczególne obiekty reprezentowane są poprzez wielorodzajową macierz impednacyjną zdefiniowaną na powierzchni bocznej zastępczego cylindra zawierającego badany obiekt. Celem określenia parametrów rozproszenia...
-
Analysis of waveguide junctions containing axially-symetrical posts using hybrid finite-difference mode-matching technique
PublicationArtykuł opisuję hybrydową metodę analizy złącz falowodowych zawierających osiowo-symetryczne obiekty rozpraszające. Metoda jest oparta na metodzie dopasowania rodzajów oraz metodzie różnic skończonych w dziedzinie częstotliwości.