Search results for: FINITE ELEMENT MODELLING (FEM)
-
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.
-
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...
-
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...
-
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...
-
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.
-
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...
-
Finite element modeling of shear localization in granular bodies in hypoplasticity with enhancements
PublicationW pracy omówiono wyniki numeryczne lokalizacji okształceń stycznych w materiałach granulowanych. Obliczenia wykonano stosując prawo hipoplastyczne z rozszerzeniami w ramach mechaniki ośrodka gradientowego, nielokalnego i mikropolarnego. Obliczenia przeprowadzono dla różnych problemów brzegowych z uwzględnieniem lokalizacji. Wyniki analiz porównano z doświadczeniami.
-
Modelling of concrete using lattice and discrete element method
PublicationModelowanie betonu przy zastosowaniu metody siatkowej i metody elementów dyskretnych.
-
AN OVERVIEW OF HEAT TRANSFER ENHANCEMENT BASED UPON NANOPARTICLES INFLUENCED BY INDUCED MAGNETIC FIELD WITH SLIP CONDITION VIA FINITE ELEMENT STRATEGY
PublicationThe mathematical model of heat generation and dissipation during thermal energy transmission employing nanoparticles in a Newtonian medium is investigated. Dimensionless boundary layer equations with correlations for titanium dioxide, copper oxide, and aluminium oxide are solved by the finite element method. Parameters are varied to analyze their impact on the flow fields. Various numerical experiments are performed consecutively...
-
A coupled constitutive model for fracture in plain concrete based on continuum theory with non-local softening and eXtended Finite Element Method
PublicationThe paper presents a constitutive model for concrete which combines a continuous and discontinuous fracture description. In a continuum regime, two different constitutive laws were used. First, a plasticity model with a Rankine failure criterion and an associated fl ow rule was used. Second, a constitutive law based on isotropic damage mechanics was formulated. In order to capture the width of a localized zone and to obtain mesh-independent...
-
Damage-involved response of two colliding buildings under non-uniform earthquake loading
PublicationPounding between insufficiently separated buildings, which may result in considerable damage or may even lead to the total collapse of colliding structures, has been repeatedly observed during earthquakes. Earthquake-induced collisions of buildings has been intensively studied applying various structural models. It was assumed in the analyses, however, that the seismic excitation is identical for all structural supports; whereas,...
-
Application of elasto-viscoplastic Bodner-Partom constitutive equations in finite element analysis
PublicationW artykule omówiono szczegółowo zastosowanie sprężysto-lepkoplastycznego prawa Bodnera-Partoma w analizie MES. Przedstawiono opis podstawowych równań modelu wraz z kodem procedury UVSCPL wykorzystanej w analizie numerycznej MES.
-
Experimental Study and Finite Element Modeling of Reinforced Concrete Column Having an Opening
Publication -
The spectral finite element model for analysis of flexural–shear coupled wave propagation
Publication -
Noise spectral density computation based on finite element model of piezoceramic sensor
PublicationThe high sensitivity with wide bandwidth is required for sensor applications in non-destructive testing (NDT). The sensitivity of piezoceramic sensors demands to minimize their noise especially thermal noise, polarisation noise and low frequency 1/f noise,which are the main sources of voltage or current fluctuation in this sort of sensors. For simplicity, only the piezoceramic part of sensor was under study. the theoretical and...
-
Comparison of modal and finite-element methods in the vibrational analysis of marine propulsion systems
PublicationW okrętowych układach napędowych występują dwa typy części składowych. Pierwszym z nich są odcinki wałów, które należą do elementów o ciągłym rozkładzie własności masowych, sprężystych i tłumiących oraz elementy o parametrach skupionych, do których można zaliczyć śrubę napędową, tarcze sprzęgieł i inne. W pracy porównano dwie metody modelowania takich układów. Pierwsza z nich związana jest z tworzeniem modeli przybliżonych w oparciu...
-
Application of extended Finite Element Method to cracked concrete elements - numerical aspects
PublicationArtykuł omawia zastosowanie rozszerzonej metody elementów skończonych do zarysowanych elementów betonowych. Obliczenia wykonano dla elementów poddanych zginaniu i mieszanemu ściskaniu - rozciąganiu. Wyniki porównano z doświadczeniami.
-
Step on It Bringing Fullwave Finite-Element Microwave Filter Design up to Speed
PublicationThere are many steps in the design of a microwave filter: mathematically describing the filter characteristics, representing the circuit as a network of lumped elements or as a coupling matrix, implementing the distributed elements, finding the initial dimensions of the physical structure, and carrying out numerical tuning using electromagnetic (EM) simulators. The whole process is painstaking and time-consuming, and it requires...
-
Nonlocal Vibration of Carbon/Boron-Nitride Nano-hetero-structure in Thermal and Magnetic Fields by means of Nonlinear Finite Element Method
PublicationHybrid nanotubes composed of carbon and boron-nitride nanotubes have manifested as innovative building blocks to exploit the exceptional features of both structures simultaneously. On the other hand, by mixing with other types of materials, the fabrication of relatively large nanotubes would be feasible in the case of macroscale applications. In the current article, a nonlinear finite element formulation is employed to deal with...
-
Maximum transportation growth in energy and solute particles in Prandtl martial across a vertical 3D-heated surface: Simulations achieved using by finite element approach
PublicationThe goal of this study is to determine the maximum energy and solute particles' transportation growth in a 3D-heated region of Prandtl martial through a dynamic magnetic field. The effects of this field on the properties of solvent molecules and heat conduction are studied. A correctly stated functional method and a finite element approach are comparable to a certain type of differential equations. In order demonstrate the effects...
-
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.
-
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.
-
FEM-based wave propagation modelling for SHM: Certain numerical issues in 1D structures
PublicationThe numerical modelling of structural elements is an important aspect of modern diagnostic systems. However, the process of numerical implementation requires advanced levels of consideration of multiple aspects. Important issues of that process are the positive and negative aspects of solution applied methods. Therefore the aim of this article is to familiarise the reader with the most important aspects related to the process of...
-
Preconditioners with Low Memory Requirements for Higher-Order Finite-Element Method Applied to Solving Maxwell’s Equations on Multicore CPUs and GPUs
PublicationThis paper discusses two fast implementations of the conjugate gradient iterative method using a hierarchical multilevel preconditioner to solve the complex-valued, sparse systems obtained using the higher order finite-element method applied to the solution of the time-harmonic Maxwell equations. In the first implementation, denoted PCG-V, a classical V-cycle is applied and the system of equations on the lowest level is solved...
-
Simulation of water flow in double -porosity soils on unstructured grids with the finite element method.
PublicationRozważa sie model przepływu wody w gruntowym ośrodku o podwójnej porowatości. Model matematyczny uzyskano poprzez zastosowanie teorii homogenizacji zastosowanej do gruntów o bardzo dużej różnicy przepuszczalności.
-
Spectral Finite Element Method for Propagation of Elastic Waves in Wind Turbine Blades for SHM
PublicationW pracy przedstawiono model łopaty turbiny wiatrowej zbudowany z wykorzystaniem spektralnych elementów skończonych. Omówiono wyniki symulacji propagacji fal sprężystych i ich interakcji z uszkodzeniami w formie pęknięcia i delaminacji.
-
Comparative modeling of shear zone patterns in granular bodies with finite and discrete element method
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numeryczne naporu piasku na ściankę szczelną. Obliczenia wykonano stosując metodę elementów dyskretnych i skończonych na bazie mikropolarnego hipoplastycznego prawa materiałowego. Porównanie obu podejść wykonano na poziomie makro i mikro. Wyniki numeryczne porównano także z wynikami doświadczalnymi.
-
Half-order analytical modelling of ferromagnetic sheet. Validation with finite elements simulation
Publication -
Comparative analysis of mechanical conditions in bone union following first metatarsophalangeal joint arthrodesis with varied locking plate positions: A finite element analysis
PublicationFirst metatarsophalangeal joint arthrodesis is a typical medical treatment performed in cases of arthritis or joint deformity. The gold standard for this procedure is arthrodesis stabilisation with the dorsally positioned plate. However, according to the authors’ previous studies, medially positioned plate provides greater bending stiffness. It is worth to compare the mechanical conditions for bone formation in the fracture callus...
-
2-D constitutive equations for orthotropic Cosserat type laminated shells in finite element analysis
PublicationWe propose 2-D Cosserat type orthotropic constitutive equations for laminated shells for the purpose of initial failure estimation in a laminate layer. We use nonlinear 6-parameter shell theory with asymmetric membrane strain measures and Cosserat kinematics as the framework. This theory is specially dedicated to the analysis of irregular shells, inter alia, with orthogonal intersections, since it takes into account the drilling...
-
Finite-element analysis of a base-isolated multi-storey steel building under seismic motions
PublicationNumerical simulation of the seismic behaviour of a multi-storey steel building, both fixed-base and base-isolated, under the 1940 El Centro earthquake was performed in this paper. The analyzed 4-storey building was decoupled from the shaking ground with the Polymeric Bearings, which can be considered a proposal of a new seismic isolation system. It consists of rectangular-shaped blocks made of a specially prepared flexible polymeric...
-
Finite element study of patterns of shear zones in granular bodies during plane strain compression
PublicationW artykule przedstawiono obliczenia efektów skali na nośność fundamentu na piasku. Obliczenia wykonano przy pomocy mikropolarnego prawa hipoplastycznego. W obliczeniach wykorzystano stochastyczne rozkłady początkowego wskaźnika porowatości według rozkładu Gaussa.
-
Finite element method simulations of various cases of crash tests with N2/W4/A steel road barrier
PublicationThe subject of this study is performance of N2/W4/A steel road safety barrier investigated in numerical simulations. System was checked under several types of initial conditions, which were assumed basing on the TB11 and TB32 normative crash tests. The main goal of present study is to investigate the relationship between initial conditions (angle and velocity) of the impact and the severity indices (associated to the vehicle occupant) during...
-
Improved finite element method for flow, heat and solute transport of Prandtl liquid via heated plate
PublicationIn the current study, a vertical, 3D-heated plate is used to replicate the generation of heat energy and concentration into Prandtl liquid. We discuss how Dufour and Soret theories relate to the equations for concentration and energy. In order to see how efectively particles, interact with heat and a solvent, hybrid nanoparticles are used. It does away with the phenomena of viscous dissipation and changing magnetic felds. The motivation...
-
Finite element analysis on failure of reinforced concrete corner in sewage tank under opening bending moment
PublicationW artykule omówiono mechanizm uszkodzenia żelbetowego zbiornika ściekowego w narożniku ściany, który uległ uszkodzeniu podczas próby wypełnienia na skutek nadmiernych przemieszczeń poziomych ścian pod wpływem otwierającego momentu zginającego. Aby wyjaśnić przyczyny awarii, przeprowadzono kompleksowe obliczenia metodą elementów skończonych (MES) żelbetowego zbiornika w warunkach odkształcenia płaskiego. Beton zamodelowano za pomocą...
-
Modelling of wave propagation in composite plates using the time domain spectral element method
PublicationW pracy przedstawiono wyniki obliczeń propagacji fali sprężystej w płycie kompozytowej modelowanej z wykorzystaniem czasowego sformułowania metody elementów spektralnych
-
Implicit versus explicit finite volume schemes for extreme, free surface water flow modelling.
PublicationPrzedstawiono jeden jawny i trzy niejawne schematy metody objętości skończonych. Porównano własności tych schematów oraz oceniono możliwości ich stosowania do modelowania gwałtownych przepływów w kanałach otwartych. Zaproponowano modyfikację schematu niejawnego. Poprawiony schemat może być stosowany do obliczeń przepływu szybkozmiennego w kanałach otwartych i w sieciach kanalizacyjnych.
-
Modelling of concrete fracture at aggregate level using FEM and DEM based on X-ray uCT images of internal structure
PublicationArtykuł podejmuje problem pękania w zginanych belkach betonowych. Proces pękania był obserwowany przy zastosowaniu mikrotomografii . Zaobserwowany proces był symulowany numerycznie przy zastosowaniu metody elementów skończonych i metody elementów dyskretnych. Beton był opisany jako materiał 4-fazowy. Otrzymano dobrą zgodność wyników numerycznych z doświadczalnymi.
-
Finite element investigations of granular material behaviour during cyclic wall shearing under a constant normal stiffness condition
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numnerycznej analizy zachowania sie materiałów granulowanych podczas cyklicznego ścinanai wzdłuz szorstkiej ściany z warunkiem stałej sztywności normalnej. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i mikropolarnego nodelu hipopalstycznego. Obliczenia wykonano dla róznych sztywności, początkowych wskaźników porowatości i sredniej średnicy ziarna. Wyniki numeryczne porównano...
-
Rigid Finite Element Modeling for Identification of Vibrations in Elastic in Elastic Rod Driven by a DC-motor Suplied from a Thyristor Rectifier
PublicationRozdział dotyczy analizy numerycznej układu elektromechanicznego. Układ składa się z silnika zasilanego z jednopołówkowego prostownika tysystorowego i napędzanego tym silnikiem wirującego pręta. Celem obliczeń jest określenie postaci i wielkości drgań pręta, jeśli uwzględniamy jego elastyczność. Dyskretna struktura modelu to łańcuch wielomasowy ciał - sztywnych ciał połączonych bezmasowymi węzłami. Autorzy obliczyli zachowanie...
-
Galerkin finite element analysis of Darcy–Brinkman–Forchheimer natural convective flow in conical annular enclosure with discrete heat sources
Publication -
The spectral finite element model for analysis of flexural-shear coupled wave propagation. Part 2, Delaminated multilayer composite beam
PublicationW pracy przedstawiono, wykorzystując metodę elementów spektralnych, analizę wpływu delaminacji na propagację fali giętno-ścinającej w belce kompozytowej.
-
The spectral finite element model for analysis of flexural-shear coupled wave propagation. Part 1, Laminated multilayer composite beam
PublicationW pracy przedstawiono model spectralnego elementu skończonego umożliwiającego symulację propagacji fali giętno-ścinającej w materiałąch kompozytowych.
-
Nonlinear harmonic amplitudes in air coils above and below a metal plate as a function of tensile strength via finite element simulation.
PublicationOpisano wyniki obliczeń numerycznych (symulacja metodą MES) wpływu naprężeń na amplitudy nieliniowych harmonicznych napięcia indukowanego w cewkach powietrznych umieszczonych nad i pod płytą.
-
The spectral finite element model for analysis of flexural-shear coupled wave propagation. Part 2: Delaminated multilayer composite beam
Publication -
The effective elastic properties of human trabecular bone may be approximated using micro-finite element analyses of embedded volume elements.
PublicationBoundary conditions (BCs) and sample size affect the measured elastic properties of cancellous bone. Samples too small to be representative appear stiffer under kinematic uniform BCs (KUBCs) than under periodicity-compatible mixed uniform BCs (PMUBCs). To avoid those effects, we propose to determine the effective properties of trabecular bone using an embedded configuration. Cubic samples of various sizes (2.63, 5.29, 7.96, 10.58...
-
Simulation of hybridized nanofluids flowing and heat transfer enhancement via 3-D vertical heated plate using finite element technique
PublicationThe present study probed the creation of heat energy and concentrating into Newtonian liquids across vertical 3D-heated plates. The role of the Soret and Dufour theories in concentrating and energy formulas is discussed. The role of hybrid nanoparticles is introduced to illustrate particle efciency in terms of solute and thermal energy. It is removed a viscous dissipation process and a changing magnetic feld. The proposed approach...
-
Finite State Machine Based Modelling of Discrete Control Algorithm in LAD Diagram Language With Use of New Generation Engineering Software
Publication -
Modelling of in-plane wave propagation in a plate using spectral element method and Kane–Mindlin theory with application to damage detection
Publication -
Modelling of in-plane wave propagation in a plate using spectral element method and Kane-Mindlin theory with application to damage detection
PublicationThis paper presents results of experimental and numerical analyses of in-plane waves propagatingin a 5 mm-thick steel plate in the frequency range of 120-300 kHz. For such a thickness/frequency ratio,extensional waves reveal dispersive character. To model in-plane wave propagation taking into account thethickness-stretch effect, a novel 2D spectral element, based on the Kane-Mindlin theory, was formulated. Anapplication of in-plane...