Search results for: finite%20element%20modelling
-
Determinants of the primary stability of cementless acetabular cup implants: A 3D finite element study
PublicationPrimary stability of cementless implants is crucial for the surgical success and long–term stability. However, primary stability is difficult to quantify in vivo and the biomechanical phenomena occurring during the press–fit insertion of an acetabular cup (AC) implant are still poorly understood. The aim of this study is to investigate the influence of the cortical and trabecular bone Young's moduli Ec and Et, the interference...
-
An isogeometric finite element formulation for boundary and shell viscoelasticity based on a multiplicative surface deformation split
PublicationThis work presents a numerical formulation to model isotropic viscoelastic material behavior for membranes and thin shells. The surface and the shell theory are formulated within a curvilinear coordinate system,which allows the representation of general surfaces and deformations. The kinematics follow from Kirchhoff–Love theory and the discretization makes use of isogeometric shape functions. A multiplicative split of the surface...
-
A general isogeometric finite element formulation for rotation‐free shells with in‐plane bending of embedded fibers
PublicationThis article presents a general, nonlinear isogeometric finite element formulation for rotation-free shells with embedded fibers that captures anisotropy in stretching, shearing, twisting, and bending - both in-plane and out-of-plane. These capabilities allow for the simulation of large sheets of heterogeneous and fibrous materials either with or without matrix, such as textiles, composites, and pantographic structures. The work...
-
Finite Element model updating on experimental modal parameters
Publication -
On finite element modelling of architectural fabrics for hanging roofs
PublicationArtykuł dotyczy modelowania konstytutywnego i identyfikacji parametrów materiałowych dla tkanin technicznych powszechnie stosowanych w konstrukcjach membranowo-cięgnowych. Autorzy przedstawiają krótką charakterystyke modeli stosowanych w opisie zachowania sie tkanin technicznych. Opisano metodę do idetyfikacji nieliniowo-sprężystych właściwości tkanin technicznych. Dodatkowo dokonao porówania wyników z prób jednoosiowego rozciągania...
-
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.
-
Viscoplastic constitutive laws and their implementation it the finite element method
PublicationW pracy przedstawiono zasady formułowania i zastosowania w metodzie elementów skończonych lepkoplastycznych praw konstytutywnych. Podano skrótowo sposób identyfikacji parametrów i omówiono pewne szczególne założenia, które muszą być przyjęte aby można było dane prawo zastosować w obliczeniach numerycznych.
-
Finite automata for compact representation of language models in NLP
PublicationPrzedstawiona zostaje technika reprezentacji modeli języka w przetwarzaniu języka naturalnego wymagająca mało pamięci. Po krótkim omówieniu przyczyn poszukiwania oszczędnej reprezentacji takich modeli języka, pokazane jest, jak automaty skończone mogą być użyte w tym celu. Technika może być postrzegana jako zastosowanie i rozszerzenie doskonałej funkcji mieszającej z wykorzystaniem automatów skończonych. Pierwsze doświadczenia...
-
General Gm-C filters with finite band transconductors.
PublicationW pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu skończonego pasma przenoszonych częstotliwości elementów transkonduktancyjnych na właściwości filtrów Gm-C czasu ciągłego. Opracowano miary dewiacji charakterystyk częstotliwościowych filtrów Gm-C spowodowanych skończonymi wartościami elementów pojemnościowych i rezystancyjnych na wyjściu transkonduktorów. Proponowana procedura analizy może znaleźć szerokie zastosowanie...
-
Semi-incremental addition of strings to a cyclic finite automaton
PublicationMaszyny o skończonej liczbie stanów są szeroko stosowane jako słowniki w przetwarzaniu języka naturalnego. Odznaczają się szybkim czasem przetwarzania i małymi wymaganiami pamięciowymi. Przedstawiamy nowy algorytm dodawania nowych słów do języka cyklicznego automatu skończonego. Algorytm jest rozszerzeniem na automaty cykliczne półprzyrostowego algorytmu Watsona dla automatów acyklicznych. Przekształcenie jest dokonane w duchu...
-
Forty-five years of the Rigid Finite Element Method
PublicationIn the paper there are described developments of the method in the past 45 year years in dynamical analysis of system with constant and changing in time configuration, including also control of the systems.
-
On the Nonlinea Distortions of Sound and its Coupling with Other Modes in a Gasesous Plasma with Finite Electric Conductivity in a Magnetic Field
PublicationNonlinear phenomena of the planar and quasi-planar magnetoacoustic waves are considered. We focus on deriving of equations which govern nonlinear excitation of the non-wave motions by the intense sound in initially static gaseous plasma. The plasma is treated as an ideal gas with finite electrical conductivity permeated by a magnetic field orthogonal to the trajectories of gas particles. This introduces dispersion of a flow. Magnetoacoustic...
-
Application of hybrid finite-difference mode-matching method to analysis of structures loaded with axially-symmetrical posts
PublicationW artykule przedstawiono nową metodę hybrydową do analizy układów falowodowych zawierających dowolne konfiguracje obiektów osiowo-symetrycznych. Metoda oparta jest na połączeniu metody różnic skończonych, metody dopasowania rodzajów oraz iteracyjnej procedury rozpraszania. W pracy przedstawiono badania zbieżności metody. Uzyskane wyniki numeryczne porównano z wynikami odniesienia. Duża zgodność wyników potwierdziła poprawność opracowanego...
-
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,...
-
Application of the distributed transfer function method and the rigid finite element method for modelling of 2-D and 3-D systems
PublicationIn the paper application of the Distributed Transfer Function Method and the Rigid Finite Element Method for modelling of 2-D and 3-D systems is presented. In this method an elastic body is divided into 1-D distributed parameter elements (strips or prisms). The whole body (divided into strips or prism) is described by a set of coupled partial differential equations. Solving this equations in the state space form it is possible...
-
Modeling by finite element methods of impact of erosion on frequency of normal modes of L-0 blade
PublicationAfter some time of exploitation steam turbine rotors blades in energetic industry they are being eroded and also their frequency of normal modes is changed. Those changes can cause to unwanted shift of blades normal mode frequencies. It is necessary to find quick method of rating changes of frequency in connection of mass loss due erosion. The evaluation of this dependence was made by finite element modeling method using HyperWorks...
-
Finite Differences-Finite Elements-Finite Volumes-Boundary Elements
Conferences -
A new anisotropic bending model for nonlinear shells: Comparison with existing models and isogeometric finite element implementation
PublicationA new nonlinear hyperelastic bending model for shells formulated directly in surface form is presented, and compared to four existing prominent bending models. Through an essential set of elementary nonlinear bending test cases, the membrane and bending stresses of each model are examined analytically. Only the proposed bending model passes all the test cases, while the other bending models either fail or only pass the test cases for...
-
A finite element analysis of thermal energy inclination based on ternary hybrid nanoparticles influenced by induced magnetic field
PublicationThe use of hybrid nanoparticles to improve thermal processes is a key method that has implications for a variety of interventions utilized in many sectors. This paper aimed to look into the impacts of ternary nanoparticles on hyperbolic tangent materials to establish their thermal characteristics. Flow describing equations have been explored in the presence of heat production, non-Fourier heat flux, and an induced magnetic field....
-
Degenerated isoparametric finite elements in nonlinear analysis of 2D-problems
Publication -
Dynamics of flexible multibody systems : Rigid finite element method.
PublicationW książce przedstawiono zagadnienie przekształceń jednorodnych, z punktu widzenia opisu dynamiki układów wielomasowych, złożonych z brył sztywnych. Omówiono metodę sztywnych elementów skończonych, w której model składa się z brył sztywnych połączonych elementami sprężystymi i tłumiącymi, a także jej wersję zmodyfikowaną. W modelu uwzględnia się duże przemieszczenia brył. Przedstawiono obliczenia dla belki wspornikowej oraz omówiono...
-
Numerical analysis of the finite amplitude plane wave propagation problem
PublicationRozważano zagadnienie propagacji fali płaskiej o skończonej amplitudzie w środowisku wodnym. Przedstawiono model matematyczny i przykładowe wyniki obliczeń numerycznych. Model matematyczny zbudowano w oparciu o równanie akustyki nieliniowej. Do rozwiązania zagadnienia zastosowano metodę różnic skończonych. Badano wpływ wartości parametrów numerycznych na dokładność obliczeń oraz analizowano wpływ wartości parametrów fizycznych...
-
adaptive finite-element multigrid method in 3d magnetostatic analysis.
PublicationPrzedstawiono procedurę analizy magnetostatycznej obwodów mikrofalowych zawierających przewodniki o dowolnym kształcie. Zakłada się pobudzenie pola magnetostatycznego zadane w postaci wartości całkowitego prądu płynącego w przewodniku sygnałowym. Warunki brzegowe w strukturze od dowolnym kształcie, bez płaszczyzn symetrii wprowadza się za pomocą powierzchni rozdzielających. Takie sformułowanie problemu prowadzi jednak do szeregu...
-
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...
-
Experiences with viscoplastic constitutive equations in finite element shell analysis
PublicationW pracy przedstawiono problemy zastosowania lekoplastycznych równań konstytutywnych w anlizie powłok metodą elementów skończonych. Pokazano historie rozwoju tego rodzaju modeli. Rozważono podstawowe założenia jakie muszą być zrobione.Omówiono doświadczenia konieczne do identyfikacji parametrów materiałowych modeli. Przedstawiono problemy jakie mogą wynikną w analizie numerycznej (problemy dokładności i stabilności algorytmów) Pracę...
-
Quasi-static finite-element analysis of a skewed microstrip crossover
PublicationPrzedstawiono quasi statyczną analizę skrzyżowania mikroskopowego na podłożu dielektycznym. Mikropaski znajdują się na różnych warstwach układu planarnego i mogą krzyżować się pod dowolnym kątem. Pojemności i indukcyjności obliczane są na podstawie rozkładu potencjałów skalarnych. W sformułowaniu zagadnienia magnestatycznego warunki brzegowe dla potencjału skalarnego wprowadzono za pomocą powierzchni rozcięcia dziedziny analizy....
-
Finite element description of nonlinear viscoelastic behaviour of technical fabric
PublicationW pracy podano propozycję nieliniowego modelowania zachowania się tkaniny technicznej. Podano wyniki identyfikacji i zweryfikowano poprzez numeryczną symulację prób laboratoryjnych
-
Mechanical model of fascia-implant structure. Finite element simulation.
PublicationPraca dotyczy modelowania i symulacji syntetycznych implantów chirurgicznych stosowanych w leczeniu przepulin brzusznych metodą laparoskowpową. Prponowane są modele matematyczne a ich prawidłowość weryfikowana jest na podstawie badań doświadczalnych zachowania się modeli fizycznych wszczepionych implantów pod wpływem obciążeń wynikających z fizjologii człowieka. Nakreślona jest metodologia oceny trwałości połączenia siatki chirurgicznej...
-
Pressure distribution for different types of the finite amplitude waves sources
PublicationPrzedstawiono model matematyczny i przykładowe wyniki badań numerycznych zjawiska oddziaływań fal o skończonej amplitudzie w wodzie. Model matematyczny zbudowano w oparciu o równanie KZK. Zagadnienie różniczkowe rozwiązano stosując metodę różnic skończonych. Rozważono różne rozkłady ciśnienia na źródle kołowym i bez osiowej symetrii.
-
Influence of Installation Effects on Pile Bearing Capacity in Cohesive Soils – Large Deformation Analysis Via Finite Element Method
PublicationIn this paper, the whole process of pile construction and performance during loading is modelled via large deformation finite element methods such as Coupled Eulerian Lagrangian (CEL) and Updated Lagrangian (UL). Numerical study consists of installation process, consolidation phase and following pile static load test (SLT). The Poznań site is chosen as the reference location for the numerical analysis, where series of pile SLTs...
-
Parametrized Local Reduced-Order Models With Compressed Projection Basis for Fast Parameter-Dependent Finite-Element Analysis
PublicationThis paper proposes an automated parametric local model-order reduction scheme for the expedited design of microwave devices using the full-wave finite-element method (FEM). The approach proposed here results in parameterized reduced-order models (ROMs) that account for the geometry and material variation in the selected subregion of the structure. In each subregion, a parameter-dependent projection basis is generated by concatenating...
-
Optimization of the Hardware Layer for IoT Systems using a Trust Region Method with Adaptive Forward Finite Differences
PublicationTrust-region (TR) algorithms represent a popular class of local optimization methods. Owing to straightforward setup and low computational cost, TR routines based on linear models determined using forward finite differences (FD) are often utilized for performance tuning of microwave and antenna components incorporated within the Internet of Things systems. Despite usefulness for design of complex structures, performance of TR methods...
-
An Efficient Framework For Fast Computer Aided Design of Microwave Circuits Based on the Higher-Order 3D Finite-Element Method
PublicationIn this paper, an efficient computational framework for the full-wave design by optimization of complex microwave passive devices, such as antennas, filters, and multiplexers, is described. The framework consists of a computational engine, a 3D object modeler, and a graphical user interface. The computational engine, which is based on a finite element method with curvilinear higher-order tetrahedral elements, is coupled with built-in...
-
Electrostatic interactions in finite systems treated with periodic boundary conditions: Application to linear-scaling density functional theory
PublicationWe present a comparison of methods for treating the electrostatic interactions of finite, isolated systems within periodic boundary conditions (PBCs), within density functional theory (DFT), with particular emphasis on linear-scaling (LS) DFT. Often, PBCs are not physically realistic but are an unavoidable consequence of the choice of basis set and the efficacy of using Fourier transforms to compute the Hartree potential. In such...
-
Closed Form Constraint Equations Used to Express Frictionless Slip of Multibody Systems Attached to Finite Elements—Application to a Contact between a Double Pendulum and a Beam
PublicationThis paper focuses on the numerical modeling of the dynamics of mechanical systems. Robots that can inspect high-voltage lines inspired this research. Their control systems must anticipate potential grab positions appropriately. We intend to formulate equations dedicated to the numerical description of the robot/cable contact. The investigated problem is not straightforward, since parts of the modeled systems are numerically inhomogeneous....
-
Ground-State Entanglement Properties of Helium Atom in a Finite Spherical Cavity
Publication -
Modeling of the finite amplitude plane wave propagation in non-dissipative medium
PublicationPraca prezentuje wyniki analizy teoretycznej zagadnienia propagacji fali płaskiej o skończonej amplitudzie w ośrodku wodnym bez dyssypacji. Przedstawiono model matematyczny i przykładowe wyniki obliczeń numerycznych. Model matematyczny zbudowano w oparciu o jednowymiarowe równania mechaniki płynów. Do rozwiązania zagadnienia zastosowano metodę różnic skończonych. Analizowano zmiany ciśnienia i zmiany widma. Badano zbieżność i dokładność...
-
Propagation of elastic waves in structural elements by spectral finite element methods
PublicationW pracy przedstawiono metodę elementów spektralnych w zastosowaniu do analizy propagacji fal sprężystych w elementach konstrukcyjnych.
-
Analysis of the Impact Resistance of Toecaps by the Finite Element Method: Preliminary Studies
Publication -
Wave propagation modelling in 1D structures using spectral finite elements
PublicationW artykule omówiono modele propagacji fal wzdłużnych i poprzecznych w prętach oparte na dwóch sformułowaniach (w dziedzinie częstości i w dziedzinie czasu) metody elemntów spektralnych. Porównano otrzymane wyniki z wynikami eksperymentu.
-
Geometrically nonlinear finite element simulation of smart piezolaminated plates and shells
PublicationW pracy zaproponowano powłokowy element skończony pozwalający na uwzględnienie efektu piezoelektrycznego. Element został wykorzystany w podejściu Lagrange'a, które wymaga starannego dobrania definicji wielkości mechanicznych i elektrycznych. Zależności przemieszczenie-odkształcenie zbudowano na bazie teorii małych odkształceń i umiarkowanych obrotów. Założono liniowy rozkład pól odkształceń i pola elektrycznego po grubości powłoki....
-
Analysis of unsteady pipe flow using the modified finite element method
PublicationW pracy przedstawiono rozwiązanie równania przepływu nieustalonego zmodyfikowaną metodą elementów skończonych. Podejście to prowadzi do 6-punktowego schematu niejawnego z dwoma parametrami wagowymi. Analiza dokładności wykonana metodą równania zmodyfikowanego wykazała, że zaproponowany schemat zapewnia wyższą dokładność rozwiązania niż inne schematy. Porównanie wyników obliczeń z wynikami eksperymentu fizycznego wskazuje, że ich...
-
Comment on permeability conditions in finite element simulation of bone fracture healing
PublicationThe most popular model of the bone healing considers the fracture callus as poroelastic medium. As such it requires an assumption of the callus’ external permeability. In this work a systematic study of the influence of the permeability of the callus boundary on the simulated bone healing progress is performed. The results show, that these conditions starts to play significant role with the decrease of the callus size. Typically...
-
Modal energy identification of large stucture idealised by the finite element method
PublicationPrzedstawiono metodę określania energii drgań układów dyskretnych otrzyma-nych w wyniku modelowania metodą elementów skończonych wybranych fragmentów konstrukcji samochodów. W odróżnieniu od poprzednio stosowanych podejść, ro-zważa się całkowite energie mechaniczne odpowiadające poszczególnym posta-ciom drgań własnych. Całkowitą energię mechaniczną oblicza się na podstawie parametrów modelu modalnego. Energię mechaniczną można...
-
Modelling of the finite amplitude waves interaction problem inside truncated cone.
PublicationModel matematyczny zjawiska oddziaływania fal o dużej amplitudzie dla przetwornika kołowego zbudowanego w oparciu o równanie KZK. Rozwiązania zagadnienia poszukiwano wewnątrz stożka ściętego. Do rozwiązania zagadnienia zastosowano metodę różnic skończonych. Podano przykładowe wyniki badań numerycznych.
-
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
-
Assessment of rod behavior theories used in spectral finite element modeling
PublicationW pracy przedstawiono teorie prętów i przedstawiono ich przydatnośc w analizie propagacji fal sprężystych z wykorzystaniem metody spektralnych elementów skończonych.
-
Review of constitutive models for technical woven fabrics in finite element analysis
PublicationArtykuł opisuje typy modeli konstytutywnych stosowanych do opisu zachowania się tkanin technicznych w analizie MES. Proponowany jest także warstwowy model sieci gęstej.
-
An Enhanced Reduced Basis Method for Wideband Finite Element Method Simulations
PublicationIn this paper, we present a novel strategy for selecting expansion points in the reduced basis method. A single computation of the error estimator is used to select a few expansion points in the multi-parameter space simultaneously. The number of selected points is determined adaptively, based on the accuracy of the current reduced model. The reliability and efficiency of this proposed approach are illustrated by numerical tests...
-
Quantum-correlation breaking channels, broadcasting scenarios, and finite Markov chains
PublicationOne of the classical results concerning quantum channels is the characterization of entanglementbreakingchannels [M. Horodecki et al., Rev. Math. Phys 15, 629 (2003)]. We address the questionwhether there exists a similar characterization on the level of quantum correlations which may gobeyond entanglement. The answer is fully affirmative in the case of breaking quantum correlationsdown to the, so called, QC (Quantum-Classical)...