Filters
total: 3127
filtered: 2806
-
Catalog
- Publications 2806 available results
- Journals 48 available results
- Conferences 6 available results
- People 75 available results
- Inventions 13 available results
- Projects 3 available results
- Laboratories 1 available results
- e-Learning Courses 69 available results
- Events 6 available results
- Open Research Data 100 available results
Chosen catalog filters
displaying 1000 best results Help
Search results for: FINITE ELEMENT MODELING
-
Particle Shape Effect on Macroscopic Behaviour of Underground Structures: Numerical and Experimental Study
PublicationThe mechanical performance of underground flexible structures such as buried pipes or culverts made of plastics depend not only on the properties of the structure, but also the material surrounding it. Flexible drains can deflect by 30% with the joints staying tight, or even invert. Large deformations of the structure are difficult to model in the framework of Finite Element Method, but straightforward in Discrete Element Methods....
-
Particle Shape Effect on Macroscopic Behaviour of Underground Structures: Numerical and Experimental Study
PublicationAbstract: The mechanical performance of underground flexible structures such as buried pipes or culverts made of plastics depend not only on the properties of the structure, but also on the material surrounding it. Flexible drains can deflect by 30% with the joints staying tight, or even invert. Large deformations of the structure are difficult to model in the framework of Finite Element Method, but straightforward in Discrete...
-
Model Order Reduction for Problems With Dispersive Surface Boundary Conditions
PublicationThis letter proposes a new scheme for reduced-order finite-element modeling of electromagnetic structures with nonlinear, dispersive surface boundary conditions, which optimally exploits the numerically stable and efficient MOR framework for second-order systems provided by SAPOR method. The presented results of numerical experiments for an example of a waveguide filter demonstrate the superior accuracy of the resulting reduced models...
-
Efficient Fabry-Perot Open Resonator Analysis by the use of a Scattering Matrix Method
PublicationIn this paper a comparative study of the computational efficiency of two modeling methods applied to the analysis of the plano- and double-concave Fabry-Perot open resonators is presented. In both numerical approaches, a scattering matrix method was applied, which allows splitting the analysis of the resonator into several sections, including the one with a spherical mirror, which requires the largest computing resources. Two modeling...
-
Image-based numerical modeling of the tensile deformation behavior and mechanical properties of additive manufactured Ti–6Al–4V diamond lattice structures
PublicationThis work concerns the numerical modeling of the deformation process and mechanical properties of structures obtained by the additive method laser power bed fusion (LPBF). The investigation uses diamond structures of Ti–6Al–4V titanium implantation alloy with various relative densities. To model the process of tensile deformation of the materials, geometric models were used, mapping the realistic shape of the examined structures....
-
Numerical solutions for large deformation problems in geotechnical engineering
PublicationThe problem of large deformations often occurs in geotechnical engineering. Numerical modeling of such issues is usually complex and tricky. The chosen solution has to implicate soil-soil and soil-structure interactions. In this paper, a review of the most popular numerical methods for large deformation problems is presented. The Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) method, the Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) method, the Smoothed...
-
ESTYMACJA WSPÓŁCZYNNIKÓW SZTYWNOŚCI ZAMOCOWANIA PODATNEGO PRZEDMIOTU OBRABIANEGO NA STOLE FREZARKI
PublicationW pracy przedstawiono metodę estymacji współczynników sztywności Elementów Sprężystych (ES) modelujących zamocowanie podatnego wielkogabarytowego przedmiotu obrabianego na stole frezarki. Proponowana metoda bazuje na algorytmie optymizacji za pomocą roju cząstek (ang. Particle Swarm Optimization), który pozwala na uzyskanie dobrej zgodności (aktualizacji) modelu Metody Elementów Skończonych (MES) z modelem pochodzącym z identyfikacji...
-
Determination of the Bending Properties of Wire Rope Used in Cable Barrier Systems
PublicationThis paper presents research on the bending properties of 3 × 7 19-mm wire rope commonly used in road cable barriers. A total of 19 experimental tests were conducted. In addition, two nonlinear 3D numerical models of the wire rope using beam and solid finite elements were developed. Based on these models, four numerical simulations were carried out. The numerical results were validated against the experimental ones and a very good...
-
FEM approach to modeling of an irregular trabecular structure
PublicationThe aim of the study is elaboration of a method for creating irregular scaffolds that can be used to model the behaviour of trabecular bone placed in the proximal epiphysis of the femur. The scope of the study encompasses creating six numerical models of irregular scaffolds (two solid irregular scaffolds, two shell irregular scaffolds and two shell irregular scaffolds with fortification) and performing numerical analysis of the...
-
Computationally Effcient Solution of a 2D Diffusive Wave Equation Used for Flood Inundation Problems
PublicationThis paper presents a study dealing with increasing the computational efficiency in modeling floodplain inundation using a two-dimensional diffusive wave equation. To this end, the domain decomposition technique was used. The resulting one-dimensional diffusion equations were approximated in space with the modified finite element scheme, whereas time integration was carried out using the implicit two-level scheme. The proposed...
-
On Applications of Elements Modelled by Fractional Derivatives in Circuit Theory
PublicationIn this paper, concepts of fractional-order (FO) derivatives are reviewed and discussed with regard to element models applied in the circuit theory. The properties of FO derivatives required for the circuit-level modeling are formulated. Potential problems related to the generalization of transmission-line equations with the use of FO derivatives are presented. It is demonstrated that some formulations of FO derivatives have limited...
-
Numerical modeling of wave-seabed-structure interaction.
PublicationPraca doktorska przedstawia propozycję nowoczesnego rozwiązania obciążeń hydraulicznych przy uwzględnieniu nieliniowych oddziaływań pomiędzy falą wodną, przepuszczalnym dnem i porowatą konstrukcją morską. Nabrzeże pionowe, falochron podwodny i falochron kompozytowy były obiektem eksperymentów numerycznych, których wyniki były weryfikowane przy użyciu wyników laboratoryjnych (niszczących i nieniszczących). Krótki przegląd bieżącej...
-
Numerical Simulations of Seepage in Dikes Using unsaturated and Two-Phase Flow Models
PublicationModeling of water flow in variably saturated porous media, including flood dikes, is often based on the Richards equation, which neglects the flow of pore air, assuming that it remains at constant atmospheric pressure. However, there is also evidence that the air flow can be important, especially when the connectivity between the pore air and atmospheric air is lost. In such cases a full two-phase air-water flow model should be...
-
Modeling the debonding process of osseointegrated implants due to coupled adhesion and friction
PublicationCementless implants have become widely used for total hip replacement surgery. The long-term stability of these implants is achieved by bone growing around and into the rough surface of the implant, a process called osseointegration. However, debonding of the bone–implant interface can still occur due to aseptic implant loosening and insufficient osseointegration, which may have dramatic consequences. The aim of this work is to...
-
The Design of Cavity Resonators and Microwave Filters Applying Shape Deformation Techniques
PublicationThis article introduces shape deformation as a new approach to the computer-aided design (CAD) of high-frequency components. We show that geometry deformation opens up new design possibilities and offers additional degrees of freedom in the 3-D modeling of microwave structures. Such design flexibility is highly desirable if the full potential of additive manufacturing (AM) is to be exploited in the fabrication of RF and microwave...
-
Surface sliding in human abdominal wall numerical models: Comparison of single-surface and multi-surface composites
PublicationDetermining mechanical properties of abdominal soft tissues requires a coupled experimental-numerical study, but first an appropriate numerical model needs to be built. Precise modeling of human abdominal wall mechanics is difficult because of its complicated multi-layer composition and large variation between specimens. There are several approaches concerning simplification of numerical models, but it is unclear how far one could...
-
Electrical Tree Growth Behavior Under AC and DC High Voltage in Power Cables
PublicationThis work investigates the impact of an applied AC and DC high voltage on the electrical tree behavior in extruded cross-linked polyethylene (XLPE) insulation based on simulation and experimental validation. Extensive partial discharge (PD) testing methods are being implemented for high voltage cables under AC voltage for monitoring their condition. However, these PD testing methods cannot be utilized for power cables under DC...
-
Continuum contact model for friction between graphene sheets that accounts for surface anisotropy and curvature
PublicationUnderstanding the interaction mechanics between graphene layers and co-axial carbon nanotubes (CNTs) is essential for modeling graphene and CNT-based nanoelectromechanical systems. This work proposes a new continuum contact model to study interlayer interactions between curved graphene sheets. The continuum model is calibrated and validated using molecular dynamics (MD) simulations. These are carried out employing the reactive...
-
Linear viscoelastic transversely isotropic model based on the spectral decomposition of elasticity tensors
PublicationThe linear viscoelasticity is still a useful model in the engineering for studying the behavior of materials loaded with different loading rates (frequencies). Certain types of materials reveal also an anisotropic behavior: fiber reinforced composites, asphalt concrete mixtures, or wood, to name a few. In general, researchers try to identify experimentally the dependence of engineering constants like: directional Young’s moduli...
-
Two- and three-dimensional elastic networks with rigid junctions: modeling within the theory of micropolar shells and solids
PublicationFor two- and three-dimensional elastic structures made of families of flexible elastic fibers undergoing finite deformations, we propose homogenized models within the micropolar elasticity. Here we restrict ourselves to networks with rigid connections between fibers. In other words, we assume that the fibers keep their orthogonality during deformation. Starting from a fiber as the basic structured element modeled by the Cosserat...
-
Mathematical approach to design 3D scaffolds for the 3D printable bone implant
PublicationThis work demonstrates that an artificial scaffold structure can be designed to exhibit mechanical properties close to the ones of real bone tissue, thus highly reducing the stress-shielding phenomenon. In this study the scan of lumbar vertebra fragment was reproduced to create a numerical 3D model (this model was called the reference bone sample). New nine 3D scaffold samples were designed and their numerical models were created....
-
Inception and Propagation of Electrical Trees in the Presence of Space Charge in HVAC Extruded Cables
PublicationThis paper presents the space charge impact on the inception and propagation of electrical trees in cross-linked polyethylene (XLPE) insulation via simulations and experimentation. A 3D finite element analysis (FEA)-based modeling is proposed to simulate electrical trees via a needle embedded on the XLPE insulation. The proposed FEA model demonstrates the influence of the space charge magnitude and polarity on the initiation of...
-
O projektowaniu ściany szczelinowej
PublicationW pracy przedstawiono proces weryfikacji i porównania obliczeń otrzymanych z programu bazującego na metodzie elementów skończonych z wynikami analitycznymi dla analizowanej ściany szczelinowej z przyporą ziemną. Dodatkowo autorzy dokonali krótkiego przeglądu literatury z zakresu ścian szczelinowych.
-
Projektowanie układów ramowych z zastosowaniem analizy wrażliwości
PublicationW pracy przedstawiono przykład projektowania układów ramowych z zastosowaniem analizy wrażliwości. Rozważane układy ramowe rozwiązano autorskim programem napisanym w środowisku MATLAB, metodą elementów skończonych. Badano wpływ zmiany modułu Younga oraz wpływ zmiany wielkości przekroju poprzecznego na wybrane przemieszczenia ramy. Przedstawiono wyniki dla analizy wrażliwości jedno i wieloparametrycznej.
-
Dyskretno-ciągła metoda modelowania układów dynamicznych
PublicationW artykule przedstawiono oryginalną metodę modelowania układów dyskretno-ciągłych. Metoda polega na dyskretyzowaniu układu trójwymiarowego jedynie w dwóch wybranych kierunkach. W trzecim z kierunków układ pozostaje ciągły. Otrzymany w ten sposób model jest modelem dyskretno-ciągłym. Opisany jest za pomocą równań różniczkowych cząstkowych. Ogólne równania różnicowe układu dyskretnego otrzymano, wykorzystując metodę sztywnych elementów...
-
Praktyczne zastosowania analizy wrażliwości na przykładzie projektowania tarczy
PublicationW pracy przedstawiono przykłady zastosowania analizy wrażliwości przy projektowaniu tar-czy. Badano wpływ zmian grubości obszarów tarczy – zmiennej projektowej – na przemiesz-czenie wybranego punktu tarczy – zmiennej stanu. Zaproponowano metodę projektowania polegającą na zwiększeniu grubości obszarów tarczy, których wpływ na wariację zmiennej stanu (wrażliwość) jest największa. Do obliczeń numerycznych korzystano z metody elemen-tów...
-
Rozkład naprężeń mechanicznych w łyżce o szerokości 500 mm, przeznaczonej do koparki podsiębiernej
PublicationW artykule zaprezentowano optymalizację kształtu łyżki koparki przedsiębiernej z wykorzystaniem analizy wytrzymałościowej. Analizę oparto na trójwymiarowym modelu konstrukcji łyżki z zastosowaniem metody elementów skończonych (MES). Opracowanie wspomnianej metody pozwoliło na modyfikację konstrukcji łyżki, która dała w efekcie obniżenie naprężeń złożonych w newralgicznych obszarach konstrukcji łyżki. Przedstawiona analiza okazała...
-
Koncepcja i analiza sensora/aktuatora piezoelektrycznego do pomiaru procesu starzenia się ludzkiej skóry
PublicationNiniejszy artykuł przedstawia nową koncepcję piezoelektrycznego sensora/aktuatora przeznaczonego do pomiaru właściwości mechanicznych tkanek miękkich a w szczególności skóry ludzkiej. Wyjaśnione jest analityczne podejście z wykorzystaniem schematu zastępczego Mason’a określającego aktuator w stanie rezonansu oraz opis metody impedancji elektromechanicznej wykorzystanej w systemie pomiarowym. Analiza z użyciem metody elementów...
-
Wpływ imperfekcji geometrycznych na bezpieczeństwo montażu i naprawy zbiorników cylindrycznych metoda podbudowy
PublicationW pracy zajęto się wyznaczeniem nośności granicznej zbiorników stalowych o osi pionowej montowanych lub naprawianych z zastosowaniem hydraulicznego systemu podnoszenia konstrukcji. Podniesiony zbiornik jest szczególnie narażony na utratę stateczności, a obciążenie wiatrem utrudnia prowadzenie prac. Jakiekolwiek deformacje blach, szczególnie w pobliżu zamocowań podnośników mogą w znacznym stopniu obniżyć obciążenie krytyczne konstrukcji....
-
Określenie parametrów modelowania geometrii krzyżownic rozjazdów zwyczajnych dla potrzeb budowy i utrzymania linii kolejowych
PublicationZdecydowana większość rozjazdów występująca na liniach kolejowych w Polsce to rozjazdy zwyczajne o typowym zestawie parametrów. Z tego powodu analiza przypadków nietypowych (takich jak rozjazdy o zmiennej krzywiźnie toru zwrotnego) może być utrudniona. Wirtualny model geometryczno-konstrukcyjny rozjazdu, generowany w oparciu o metody analityczne, stanowić może narzędzie użyteczne w sferze projektowania, konstrukcji oraz diagnostyki...
-
Four-node semi-EAS element in six-field nonlineartheory of shells
PublicationW pracy sformułowano 4-węzłowy powłokowy element skończony dla konstrukcji powłokowych. Element opracowano w ramach nieliniowej 6-parametrowej teorii powłok z niesymetrycznymi miarami odkształceń membranowych. Kinematyka powłoki jest opisana przez dwa pola: translacji i obrotów, przy czym wszystkie trzy parametry obrotu traktowane są jako niezależne. W wyniku tego sformułowany element nadaje się do analizy struktur powłokowych...
-
Analiza drgań kładki kompozytowej wywołanych działaniem wiatru
PublicationW pracy omówiono sposób przeprowadzenia uproszczonej, numerycznej analizy drgań kładki kompozytowej wywołanych działaniem wiatru. Rozważaniom poddano swobodnie podpartą konstrukcję o rozpiętości 16 m i przekroju w kształcie litery U. W pierwszej kolejności przeprowadzono dwuwymiarową analizę opływu niepodatnego kształtu przekroju kładki w poziomym strumieniu wiatru o prędkości 10 m/s. Obliczenia numeryczne przeprowadzono programem...
-
Wpływ wysokiej osteotomii piszczelowej na mechanikę stawu kolanowego
PublicationW rozprawie podjęto próbę weryfikacji wpływu zabiegu chirurgicznego wysokiej osteotomii piszczelowej na mechanikę stawu kolanowego. Po wykonanym przeglądzie literatury, postawiono trzy hipotezy, które poddano weryfikacji na drodze badań numerycznych. Otrzymane wyniki zwalidowano poprzez badania nacisków powierzchniowych występujących w stawach kolanowych świni domowej, prowadzonych na maszynie do jednoosiowego ściskania. Praca...
-
Badanie dynamiki platform pływających morskich turbin wiatrowych z zastosowaniem metod numerycznej mechaniki płynów
PublicationPraca dotyczy badania ruchu platform pływających pod morskie turbiny wiatrowe. Przedstawiono w niej główne metody obliczeń i przedyskutowano ich zastosowanie. Na przykładzie koncepcji konstrukcji 3-kolumnowej platformy typu Spar przedstawiono metodykę wykonywania obliczeń z zastosowaniem programu AQWA opartego na metodzie dyfrakcyjnej, rozszerzonego o współczynniki wynikające z lepkości wyznaczone za pomocą obliczeń RANSE-CFD....
-
4-Node combined shell element with semi-EAS-ANS strain interpolationsin 6-parameter shell theories with drilling degrees of freedom
PublicationW pracy sformułowano 4-węzłowy powłokowy element skończony klasy C0, w ramach nieliniowej 6-parametrowej teorii powłok. W celu uniknięcia zjawiska blokady (locking effect) wykorzystano technikę EAS do niesymetrycznych odkształceń membranowych i ANS do odkształceń poprzecznych.Przedstawiono przykłady potwierdzające poprawność sformułowania.
-
Finite-window RLS algorithms
PublicationTwo recursive least-squares (RLS) adaptive filtering algorithms are most often used in practice, the exponential and sliding (rectangular) window RLS algorithms. This popularity is mainly due to existence of low-complexity versions of these algorithms. However, these two windows are not always the best choice for identification of fast time-varying systems, when the identification performance is most important. In this paper, we...
-
A novel formulation of 3D spectral element for wave propagation in reinforced concrete
PublicationThe paper deals with numerical simulations of wave propagation in reinforced concrete for damage detection purposes. A novel formulation of a 3D spectral element was proposed. The reinforcement modelled as the truss spectral element was embedded in the 3D solid spectral finite element. Numerical simulations have been conducted on cuboid concrete specimens reinforced with two steel bars. Different degradation models were considered...
-
Degree product formula in the case of a finite group action
PublicationLet V, W be finite dimensional orthogonal representations of a finite group G. The equivariant degree with values in the Burnside ring of G has been studied extensively by many authors. We present a short proof of the degree product formula for local equivariant maps on V and W.
-
Komputerowo wspomagana analiza elastycznych siłowników elektrostatycznych dla potrzeb implementacji w systemach mechatroniki
PublicationPrzeprowadzone badania naukowe rozpoczęto od szczegółowej analizy układu mechatronicznego dłoni robotycznych, powstałych na przestrzeni ostatnich 40 lat, w celu dokładnego rozpoznania ich głównych wymogów konstrukcyjnych i ograniczeń systemowych. Z uwagi na brak dostępnych narzędzi do symulacji omawianych siłowników, w rozprawie opracowano uniwersalne narzędzie – program do analizy numerycznej. U jego podstawy założono wykorzystanie...
-
Accurate modeling of quasi-resonant inverter fed IM drive
PublicationIn this paper wide-band modeling methodology of a parallel quasi-resonant dc link inverter (PQRDCLI) fed induction machine (IM) is presented. The modeling objective is early-design stage prediction of conductive electromagnetic interference (EMI) emissions of the considered converter fed IM drive system. Operation principles of the selected topology of PQRDCLI feeding IM drive are given. Modeling of the converter drive system is...
-
On some properties of 2d spectral finite elements in problems of wave propagation
PublicationW pracy przedstawiono sformułowanie dwuwymiarowych elementów spektralnych stosowanych w symulacji propagacji fal prowadzonych. Zbadano własności tych elementów pod kątem występowania form pasożytniczych, odporności na dystorsję siatki oraz zbadano wpływ kształtu elementu na krzywe dyspersji
-
MAGNETOACOUSTIC HEATING AND STREAMING IN A PLASMA WITH FINITE ELECTRICAL CONDUCTIVITY
PublicationNonlinear effects of planar and quasi-planar magnetosound perturbations are discussed. Plasma is assumed to be an ideal gas with a finite electrical conductivity permeated by a magnetic filed orthogonal to the trajectories of gas particles. the excitation of non-wave modes in the filed of intense magnetoacoustic perturbations, i.e., magnetoaciustic heating and streaming, is discussed. The analysis includes a derivation if instantaneous...
-
Smaller Representation of Finite State Automata
PublicationThis paper is a follow-up to Jan Daciuk's experiments on space-effcient finite state automata representation that can be used directly for traversals in main memory. We investigate several techniques of reducing memory footprint of minimal automata, mainly exploiting the fact that transition labels and transition pointer offset values are not evenly distributed and so are suitable for compression. We achieve a gain of around 20-30%...
-
Fundamentals of Data-Driven Surrogate Modeling
PublicationThe primary topic of the book is surrogate modeling and surrogate-based design of high-frequency structures. The purpose of the first two chapters is to provide the reader with an overview of the two most important classes of modeling methods, data-driven (or approx-imation), as well as physics-based ones. These are covered in Chap-ters 1 and 2, respectively. The remaining parts of the book give an exposition of the specific aspects...
-
Smart Modeling of Maritime Vessels
PublicationCurrently, the market offers many visualization tools available to graphic designers, engineers, managers and academics working on maritime environments. The practice of visualization involves making and manipulating images that convey novel phenomena and ideas. Visual communication, together with virtual reality environments, is an emerging and rapidly evolving discipline. It brings great advantage over written word or voice alone,...
-
Smaller representation of finite state automata
PublicationThis paper is a follow-up to Jan Daciuk's experiments on space-efficient finite state automata representation that can be used directly for traversals in main memory (Daciuk, 2000)[4]. We investigate several techniques for reducing memory footprint of minimal automata, mainly exploiting the fact that transition labels and transition pointer offset values are not evenly distributed and so are suitable for compression. We achieve...
-
Modelling of Longitudinal Elastic Wave Propagation in a Steel Rod Using the Discrete Element Method
PublicationThe paper deals with the issue of modelling elastic wave propagation using the discrete element method (DEM). The case of a longitudinal wave in a rod with a circular cross-section was considered. A novel, complex algorithm consisting of the preparation of models and simulation of elastic waves was developed. A series of DEM models were prepared for simulations, differing in discretisation and material parameters. Additional calculations...
-
PUBLIC SOURCES OF FINANCE FOR CULTURE AS AN ELEMENT OF CULTURAL SECURITY IN POLAND
PublicationCulture is an important element of the country, playing an important role both for its security and the economy. It cannot be only seen as a cost-creating sector, but may be a significant factor in economic development. For this to happen, it is necessary to create a system of financing this economic sector. This article’s aim is to analyze the use of funds from public sources in Poland to finance culture-related activities. The...
-
Surface finite viscoelasticity and surface anti-plane waves
PublicationWe introduce the surface viscoelasticity under finite deformations. The theory is straightforward generalization of the Gurtin–Murdoch model to materials with fading memory. Surface viscoelasticity may reflect some surface related creep/stress relaxation phenomena observed at small scales. Discussed model could also describe thin inelastic coatings or thin interfacial layers. The constitutive equations for surface stresses are...
-
Finite Resolution Dynamics
Publication