Search results for: MONTE CARLO MATERIAL MODEL
-
On DoA estimation for rotating arrays using stochastic maximum likelihood approach
PublicationThe flexibility needed to construct DoA estimators that can be used with rotating arrays subject to rapid variations of the signal frequency is offered by the stochastic maximum likelihood approach. Using a combination of analytic methods and Monte Carlo simulations, we show that for low and moderate source correlations the stochastic maximum likelihood estimator that assumes noncorrelated sources has accuracy comparable to the...
-
Fast multi-criterial statistical analysis and design optimization of compact microwave couplers
Publication—A rapid statistical analysis and yield estimation of compact microwave couplers involving multiple performance parameters has been presented. The analysis is realized using a fast surrogate model representing appropriate characteristic points of the coupler response. Because of less nonlinear dependence of the characteristic points on the structure geometry (compared to the original response, i.e., S-parameters vs. frequency),...
-
Electron diffision coefficients in triatomic gases measurements and model
PublicationPraca zawiera porównanie współczynników dyfuzji elektronów w gazach trójatomowych (N2O, C2O) zmierzonych w doświadczeniu ze współczynnikami wyznaczonymi numerycznie z wykorzystaniem równania Boltzmanna oraz z zastosowaniem metody Monte Carlo. Przedstawiona procedura pozwala zweryfikować przekroje czynne na zderzenia elektronów z drobinami gazów.
-
Random field model of foundations at the example of continuous footing
PublicationThe purpose of the paper is to indicate an efficient method of foundation settlement analysis taking into account the variability of soil properties. The impact of the random variable distribution (Gauss or Lognormal) describing soil stiffness on foundation deposits was assessed. The Monte Carlo simulation method was applied in the computations. The settlements of the strip foundation with the subsoil described by a single random...
-
Identification of Unstable Reference Points and Estimation of Displacements Using Squared Msplit Estimation
PublicationThe article presents a new version of the method for estimating parameters in a split functional model, which enables the determination of displacements of geodetic network points with constrained datum. The main aim of the study is to present theoretical foundations of Msplit CD estimation and its basic properties and possible applications. Particular attention was paid to the efficacy of the method in the context of geodetic...
-
Rapid surrogate-assisted statistical analysis of compact microstrip couplers
PublicationIn this paper, a technique for low-cost statistical analysis and yield estimation of compact microwave couplers has been presented. The analysis is executed at the level of a fast surrogate model representing selected characteristic points of the coupler response that are critical to determine satisfaction/violation of the prescribed design specifications. Because of less nonlinear dependence of the characteristic points on geometry...
-
Model angular distribution functions in CA3, CA4 and CA6 structural units of glassy systems
PublicationMetodą Monte Carlo wyliczono funkcje rozkładu kątów pomiędzykrawędziami w losowo deformowanych jednostkach strukturalnychCA_3, CA_4 i CA_6, gdzie C oznacza centralny kation,a A - wierzchołkowy anion. Uzyskane dane mogą być wykorzystanejako dane referencyjne do ilościowej oceny stopnia nieporządkuw materiałach symulowanych numerycznie, głównie szkłachtlenkowych. W pracy podano przykłady takiego zastosowania.
-
A novel hybrid adaptive framework for support vector machine-based reliability analysis: A comparative study
PublicationThis study presents an innovative hybrid Adaptive Support Vector Machine - Monte Carlo Simulation (ASVM-MCS) framework for reliability analysis in complex engineering structures. These structures often involve highly nonlinear implicit functions, making traditional gradient-based first or second order reliability algorithms and Monte Carlo Simulation (MCS) time-consuming. The application of surrogate models has proven effective...
-
Metrological analysis of precision of the system of delivering a water capsule for explosive production of water aerosol
PublicationIn this paper an analysis of precision of the system controlling delivery by a helicopter of water-capsule designed for extinguishing large scale fires is presented. The analysis was performed using the numerical method of distribution propagation (Monte Carlo method) supplemented with results of application of the uncertainty propagation method. In addition the optimum conditions for the airdrop are determined to ensure achievement...
-
Methodology of estimating temperature measurement uncertainty in a system for endurance tests.
PublicationThe team consisting of the article authors developed a non-invasive method and a system for measuring temperature during an endurance test. A thermocouple which provided the required accuracy of changes in temperature dynamics measurements was used for the purpose of the required research. The paper presents the methodology for estimating uncertainty of temperature measurement done with the presented system, using a method based...
-
Fast tolerance-aware design optimization of miniaturized microstrip couplers using variable-fidelity EM simulations and re-sponse features
PublicationManufacturing tolerances and other types of uncertainties may considerably affect operation and performance of microwave components and systems. Quantification of these effects is therefore an important part of the design process. It is even more important to obtain designs whose sensitivity to parameter deviations is reduced as much as possible. All of these require statistical analysis carried out at the level of electromagnetic...
-
Wrażliwość probabilistyczna stanów granicznych konstrukcji jako zagadnienie nauk obliczeniowych
PublicationKoncepcja probabilistycznej wrażliwości stanów granicznych konstrukcji ze względu na wybrane zmienne projektowe. Metoda oparta jest na problemowo zorientowanej procedurze symulacyjnej Monte Carlo. Rezultatem procedury jest estymator funkcji gęstości prawdopodobieństwa stanu granicznego konstrukcji. Proponowana definicja wrażliwości probabilistycznej konstrukcji oparta jest na specjalnie skonstruowanej procedurze, stąd jej klasyfikacja...
-
Residue-Pole Methods for Variability Analysis of S-parameters of Microwave Devices with 3D FEM and Mesh Deformation
PublicationThis paper presents a new approach for variability analysis of microwave devices with a high dimension of uncertain parameters. The proposed technique is based on modeling an approximation of system by its poles and residues using several modeling methods, including ordinary kriging, Adaptive Polynomial Chaos (APCE), and Support Vector Machine Regression (SVM). The computational cost is compared with the traditional Monte-Carlo...
-
OCENA NOŚNOŚCI ŁAWY FUNDAMENTOWEJ METODAMI NIEZAWODNOŚCI TRZECH POZIOMÓW
PublicationPrzeprowadzono ocenę niezawodności ławy fundamentowej probabilistycznymi metodami trzech poziomów. Analizę rozpoczęto od wyznaczenia nośności metodą poziomu I, na podstawie Eurokodu 7. Następnie obliczenia wykonywano metodami poziomu II (PEM) i III (symulacja Monte Carlo), uzyskując dużą zgodność. Metodą PEM przeprowadzono analizę ilościową badając wpływ zmienności poszczególnych zmiennych losowych opisujących parametry geotechniczne...
-
Nonradiative long range energy transfer in donor-acceptor systems with excluded volume
PublicationW pracy analizowano bezpromienisty długozasięgowy transfer energii w układach donor-akceptor z uwzględnieniem objętości wyłączonej. Stwierdzono, że zanik fluorescencji pierwotnie wzbudzonych donorów jest wolniejszy, jeżeli uwzględnia się objętość wyłączoną. Ten efekt jest znacznie wzmocniony, gdy akceptory znajdują się w pewnej objętości niedostępnej dla donorów. Analizę numeryczną przeprowadzono stosując metodę symulacji Monte...
-
Use of numerical methods in the analysis of traction energy systems—an overview of the practical examples
PublicationA characteristic feature of trolleybus transport is the random nature of traffic caused by congestion. It predestinates statistical and numerical methods for the analysis of trolleybus energy system. There are presented 3 methods of trolleybus traction system analysis: simulation of supply system based on Monte Carlo method, analysis of energy recovery potential based on statistical data analysis and benchmark of trolleybus supply...
-
Energy recovery effectiveness in trolleybus transport
PublicationNowadays the issue of electric energy saving in public transport is becoming a key area of interest whichis connected both with a growth in environmental awareness of the society and an increase in the pricesof fuel and electricity. One of the possibilities to reduce energy consumption in urban public transport isto increase the extent of regenerative braking energy utilization. This can be achieved by its accumulationin the supercapacitors...
-
Accuracy improvement of the prestressed concrete structures precise geometry assessment by use of bubble micro-sampling algorithm
PublicationPrestressed concrete structures are well-known technology for a vast period, but nevertheless, this very technology is a leading solution, currently used in construction industry. Prestressed concrete structures have a huge advantage over conventional methods because it uses the properties of concrete in a very efficient way. The main idea behind this technology is to introduce into the cross-section of the structure, the internal...
-
Flavin mononucleotide fluorescence intensity decay in concentrated aqueous solutions
PublicationCzasowo-rozdzielone widma absorpcji i fluorescencji FMN w roztworach wodnych zostały zmierzone dla szerokiego zakresu stężeń. Pokazano, że zaniki fluorescencji są silnie przyśpieszone przez obecność dimerów FMN, które stanowią niedoskonałe pułapki energii wzbudzenia. Wyniki doświadczalne porównano z rezultatami symulacji Monte-Carlo, uwzględniającej powrotny transfer energii od pułapek do donorów, stwierdzając dobrą zgodność modelu...
-
Experimental study and numerical optimization of tensegrity domes – A case study
PublicationThe paper deals with the design, experimental analysis and numerical optimization of tensegrity dome models. Two structures are analyzed – a Geiger system dome (preliminary dome), with PVC-U bars and PA6/PP/PET tendons and a Fuller system dome (target dome), with wooden bars and steel cables as tendons. All used materials are experimentally tested in terms of Young's modulus and yield stress values, the compressed bars are also...
-
Application of a stochastic compartmental model to approach the spread of environmental events with climatic bias
PublicationWildfires have significant impacts on both environment and economy, so understanding their behaviour is crucial for the planning and allocation of firefighting resources. Since forest fire management is of great concern, there has been an increasing demand for computationally efficient and accurate prediction models. In order to address this challenge, this work proposes applying a parameterised stochastic model to study the propagation...
-
Stochastyczny model analizy niezawodności kładek dla pieszych
PublicationRozważa się stan użytkowalności kładek ze względu na drgania pomostu. Imperfekcje w obciążeniu pieszymi zapisuje się w zmianach współczynników ruchu pieszego. Zmiany te opisuje się rozkładami prawdopodobieństwa. Stosuje się metodę Monte Carlo. Dane z realizacji probabilistycznych używa się do obliczeń numerycznych. Rezultaty są podane jako prawdopodobieństwa, że kładka nie osiągnie poziomu drgań uznawanego za nieodpowiedni. Szacuje...
-
On weakly dispersive multiple-trapping transport
PublicationPodano przybliżone rozwiązania równań transportu nośników ładunku dla modelu wielokrotnego pułapkowania, odnoszących się do metody czasu przelotu - przy założeniu, że większość nośników znajduje się w stanie termicznej quasi równowagi. Otrzymane rozwiązania zweryfikowano przy pomocy obliczeń metodą Monte Carlo dla wykładniczego i gaussowskiego rozkładu pułapek. Zaproponowano nową metodę wyznaczania profilu energetycznego pułapek...
-
Nośność podłoża gruntowego pod ławą fundamentową w ujęciu niezawodnościowym
PublicationW artykule przedstawiono zastosowanie metod probabilistycznych do oceny niezawodności konstrukcji na przykładzie ławy fundamentowej. Analizę rozpoczęto od procedury normowej zgodnie z Eurokodem 7, która w istocie jest tzw. metodą półprobabilistyczną. Z kolei do analizy probabilistycznej zastosowano metodę estymacji rozkładem dyskretnym, a uzyskane nią wyniki zweryfikowano metodą symulacyjną Monte Carlo. Wykazano dużą efektywność...
-
Incorporating installation effects into the probability analysis of controlled modulus columns
PublicationThis technical report presents the probabilistic analysis which integrates the Monte Carlo simulation (MCS) with random field theory to model the load–displacement behavior of Controlled Modulus Columns (CMCs) in overconsolidated Poznań clay. Presented study focuses on the practical aspects of statistical analysis of geotechnical data, numerical model development, and results evaluation. Variability and spatial distribution of...
-
Potential Application of Solar Energy Systems for Electrified Urban Transportation Systems
PublicationThe paper presents a novel approach toward the use of solar energy systems in public transportation. The concept of energy generation in PV systems for supplying a trolleybus transportation system is proposed for the city of Gdynia (Poland). The suggested way of energy production allows reducing the environmental harm impact of the municipal transportation system. Moreover, the proposed way of green energy use can be a more profitable...
-
Energy deposition on the inner surface of a Hall Effect thruster for satellite
PublicationHET - Hall Effect Thruster, to silnik powszechnie wykorzystywany w kosmonautyce do pozycjonowania satelitów. Medium dostarczającym ciąg silnikowi jest zjonizowany gaz. Praca przedstawia wyniki trzech symulacji komputerowych: 1. Modelowanie sondy Langmuira zanurzonej w plazmie ksenonowej o warunkach zbliżonych do tych panujących w silniku HET. Symulacje wykonano metodą metodą Particle-in-Cell Monte Carlo. Celem była analiza oddziaływania...
-
Assessment of the Accuracy of a Virtual Multi-Channel Temperature Measuring Instrument
PublicationThe multi-channel temperature measurement system developed works with NTC thermistors. The article presents the results of theoretical and empirical evaluation of accuracy obtained in measurement channels. The basis for the theoretical assessment is the mathematical model for each of the measurement channels and the characteristics of the system elements included in the circuits of the measurement channel. Two different methods were...
-
Model bezpieczeństwa statku morskiego.
PublicationBezpieczeństwo statku zależy istotnie od jego procesu eksploatacji. Proces ten zamodelowano jako semi-Markowowski. Fazostany procesu eksploatacji wywołują zapotrzebowanie na użytkowanie określonych systemów statku. Podczas realizacji procesów użytkowania tych systemów mogą powstawać zdarzenia niezdatności elementów technicznych i antropijnych, co może powodować wypadki morskie, czyli niespodziewane zdarzenia, których...
-
Noninvasive glucose sensing in scattering media using OCT, PAS, and TOF techniques.
PublicationW pracy przedstawiono możliwości wykorzystania optycznej tomografii koherencyjnej (OCT), spektroskopii fotoakustycznej (PAS)i spektroskopii czasu przelotu (TOF) w pomiarach glukozy w ośrodku silnie rozpraszającym. Równolegle opracowano modele propagacji światła w tych ośrodkach wykorzystując metodę Monte Carlo. W pomiarach wykorzystano ''Intralipid'' jako fantom tkanki. W dalszych badaniach wykorzystano mięso wieprzowe i dokonano...
-
Reliability-Based Stability Analysis of a Baltic Cliff by the Combined Response Surface Method
PublicationA simple, straightforward computational procedure was proposed, incorporating the Response Surface Method (RSM) linked with the standard Monte Carlo (MC) simulation method and the Point Estimate Method (PEM). PEM samples make it possible to analyse the sensitivity of the cliff’s stability to variation in subsoil parameters and to reduce the number of random variables of the problem. The proposed methods were tested in two cases:...
-
Excitation energy migration between elongated fluorophores in uniaxially oriented polyvinyl alcohol films
PublicationBezpromienisty wieloetapowy transfer energii jest studiowany dla molekuł DTCI w osiowo rozciąganych i nierozciąganych foliach poliwinylowych. Wyniki pomiarów zaników anizotropii znacznie różnią się dla rozciąganych i nierozciąganych folii. Dla układów nieuporządkowanych zaobserwowano szybką depolaryzację fluorescencji wynikającą z efektywnej migracji energii. Dla częściowo uporządkowanych układów, depolaryzacja była znacznie wolniejsza...
-
Deformation degree estimators for several basic structural units in numerically simulated materials
PublicationW pracy wprowadzono i zdefiniowano kilka estymatorów stopnia deformacji dla serii bazowych jednostek strukturalnych typu CA_n (C-kation, A-anion) występujących w strukturach symulowanych numerycznie. Do wyznaczenia rozkładu wartości estymatoróww funkcji stopnia deformacji kształtu zadanego wielościanu zastosowano symulacje Monte Carlo. Otrzymane rozkłady są danymi referencyjnymi, które są bardzo użyteczne przy jakościowej analizie...
-
Wpływ początkowych losowych odchyłek geometrycznych środnika na siłę krytyczną skrętną słupa cienkościennego o przekroju dwuteowym
PublicationW pracy przeprowadzono analizę probabilistyczną słupa stalowego o przekroju dwuteowym. Niezawodność tego typu konstrukcji jest uzależniona od imperfekcji geometrycznych i materiałowych. Do szacowania wartości oczekiwanej i odchylenia standardowego obciążenia granicznego konstrukcji z imperfekcjami zastosowano metodę Monte Carlo. Obliczenia wykonano dla różnej liczby zmiennych losowych opisujących problem. Na tej podstawie przeprowadzono...
-
Numeryczna analiza warstwy stochastycznego ośrodka gruntowego w płaskim stanie odkształcenia.
PublicationW pracy rozpatrzono warstwę gruntu spoczywającego na poziomym, nieodkształcalnym podłożu, poddaną zarówno obciążeniu od grawitacji jak i równomiernie rozłożonego pionowego obciążenia zewnętrznego. Obliczenia wykonano programem NONSAP adoptującym stochastyczną metodę elementów skończonych, bazującą na metodzie Monte Carlo. W programie wykorzystano algorytm symulacji pola losowego oparty na efektywnej wersji metody eliminacji i warunkowym...
-
Rapid Multi-band Patch Antenna Yield Estimation Using Polynomial Chaos-Kriging
PublicationYield estimation of antenna systems is important to check their robustness with respect to the uncertain sources. Since the Monte Carlo sampling-based real physics simulation model evaluations are computationally intensive, this work proposes the polynomial chaos-Kriging (PC-Kriging) metamodeling technique for fast yield estimation. PC-Kriging integrates the polynomial chaos expansion (PCE) as the trend function of Kriging metamodel...
-
Interactions between hydration spheres of two different solutes in solution: The least squares fitting with constraints as a tool to determine water properties in ternary systems
PublicationBiological systems are complex and the problem of their description lies in mutual interactions between their components. This paper is focused on model experiment-based studies which can reduce these difficulties. The ternary aqueous N-methylacetamide (NMA)–Na2HPO4 system has been studied by means of the FTIR spectroscopy. A novel difference spectra method aimed to extract the spectral contribution of water affected simultaneously...
-
Probabilistic sensitivity of the limit states of structures using Monte Carlom simulation
PublicationThe paper presents the concept of probabilistic sensitivity of structural limit states with respect to given design variables. A general idea is presented, illustrated by a simple case solved in an analytical way. More general approach is presented for the engineering structures, in this case a dedicated Monte Carlo simulation procedure is involved as part of the methodology. Illustration of the engineering case is done, by means...
-
PRZYKŁADY PRAKTYCZNE ZASTOSOWANIA METOD NUMERYCZNYCH W ANALIZIE TRAKCYJNEGO UKŁADU ENERGETYCZNEGO
PublicationCechą charakterystyczną układu zasilania komunikacji trolejbusowej jest jego losowa natura spowodowana przez kongestię ruchu drogowego. Fakt ten predestynuje statystyczne i numeryczne metody dla celów analizy trakcyjnego układu zasilania. W artykule zaprezentowano 3 metody analizy trolejbusowego systemu energetycznego: symulację układu zasilania za pomocą metody Monte Carlo, analizę potencjału rekuperacji energii hamowania za pomocą...
-
Shell with random geometric imperfections simulation-based approach
PublicationPrzedstawiono analizę powłok z losowymi imperfekcjami. Zastosowano nieliniowe geometrycznie i materiałowo modele. Geometryczne imperfekcje opisano za pomocą pojedynczych zmiennych oraz pól losowych. Wykorzystano metodę Monte Carlo i metodę elementów skończonych. Zbadano wpływ różnych rozkładów prawdopodobieństwa imperfekcji geometrycznych na probabilistyczny rozkład nośności granicznej powłok. Zastosowane rozkłady ekstremalne imperfekcji...
-
Simulating propagation of coherent light in random media using the Fredholm type integral equation
PublicationStudying propagation of light in random scattering materials is important for both basic and applied research. Such studies often require usage of numerical method for simulating behavior of light beams in random media. However, if such simulations require consideration of coherence properties of light, they may become a complex numerical problems. There are well established methods for simulating multiple scattering of light (e.g....
-
Path integrals formulations leading to propagator evaluation for coupled linear physics in large geometric models
PublicationReformulating linear physics using second kind Fredholm equations is very standard practice. One of the straightforward consequences is that the resulting integrals can be expanded (when the Neumann expansion converges) and probabilized, leading to path statistics and Monte Carlo estimations. An essential feature of these algorithms is that they also allow to estimate propagators for all types of sources, including initial conditions....
-
Peculiarities of measurement uncertainty evaluation at calibrating a ring gauge
PublicationExample S13 from EA-4/02 M:2013 “Calibration of a ring gauge with a nominal diameter of 90 mm” is analyzed. The report uses the kurtosis method and the law of propagation of expanded uncertainty developed by the authors to the expanded uncertainty evaluation. It is shown that the introduction of a coaxiality correction for the ring gauge and the measuring axis of the comparator leads to the need to estimate its standard measurement...
-
Local Dye Concentration and Spectroscopic Properties of Monomer−Aggregate Systems in Hybrid Porous Nanolayers
PublicationAnalysis of absorption, fluorescence, and time-resolved emission spectra of rhodamine 6G in hybrid porous nanolayers at high dye concentration allowed identification of two fluorescent species: monomers and fluorescent aggregates. The method of determination of mean local concentration of aggregates in matrices is proposed based on the energy transfer process between monomers and fluorescent aggregates. Evaluation of aggregate...
-
Reliability of imperfect structures (simple non-linear models)
PublicationPrzyjęto proste modele prętów umożliwiających analizę układów o niestatecznych i statecznych punktach bifurkacji. Wykorzystano symulacyjną metodę wyznaczania niezawodności. Zastosowano metodę Monte Carlo i równania 3 poziomu dokładności. Uzyskano rozkłady prawdopodobieństwa obciążenia granicznego nieliniowych modeli konstrukcji z losowymi imperfekcjami. Wykazano, że histogramy siły granicznej modelu statecznego i niestatecznego...
-
Effectiveness of Random Field Approach in Serviceability Limit State Analysis of Strip Foundation
PublicationThis work conducts a probabilistic inquiry on how the variability of the parameter defining soil deformability affects the settlement of the foundation located on the soil. The analysis addresses the random foundation model to relevantly estimate the probability of allowable deflection exceedance. The constitutive model parameter is based either on a single random variable or a random field. The computations incorporate direct...
-
Efficient uncertainty quantification using sequential sampling-based neural networks
PublicationUncertainty quantification (UQ) of an engineered system involves the identification of uncertainties, modeling of the uncertainties, and the forward propagation of the uncertainties through a system analysis model. In this work, a novel surrogate-based forward propagation algorithm for UQ is proposed. The proposed algorithm is a new and unique extension of the recent efficient global optimization using neural network (NN)-based...
-
Rapid multi-criterial design of microwave components with robustness analysis by means of knowledge-based surrogates
PublicationManufacturing tolerances and uncertainties concerning material parameters, e.g., operating conditions or substrate permittivity are detrimental to characteristics of microwave components. The knowledge of relations between acceptable parameter deviations (not leading to violation of design specifications) and the nominal performance (not considering uncertainties), and is therefore indispensable. This paper proposes a multi-objective...
-
Reliability Analysis of Sea Cliff Slope Stability by Point Estimate Method
PublicationThe paper presents a reliability analysis of a sea cliff slope. The cliff, located in Jastrzębia Góra, is characterised by a complicated geological structure. Although currently stable, it is in fact close to the limit state. The objective of this paper is to present the point estimate method (PEM) of determining the mean value and standard deviation of the safety factor of the slope. Assuming its normal distribution, these statistical...
-
Estimating the uncertainty of the liquid mass flow using the orifice plate
PublicationThe article presents estimation of measurement uncertainty of a liquid mass flow using the orifice plate. This subject is essential because of the widespread use of this type of flow meters, which renders not only the quantitative estimation but also qualitative results of this type so those measurements are important. To achieve this goal, the authors of the paper propose to use the theory of uncertainty. The article shows the...