Search results for: MOLECULAR MECHANICS
-
Outlet Flow Velocity In Circular Culvert
PublicationThe outlet flow velocity in the end section of the culvert barrel depends in most cases on the culvert geometry, including the barrel slope, as well as on upstream and downstream channel parameters. Flowing water can create pressure flow or free surface flow in the culvert barrel. In the case of an unsubmerged barrel outlet, the free-surface flow is more frequent than the full flow. Increased velocities can cause channel bed scour...
-
Velocity Field Characteristics at the Inlet to a Pipe Culvert
PublicationA poorly designed culvert inlet structure causes scouring, which can lead to the collapse of the culvert and significant damage to the neighboring land. A set of laboratory tests was evaluated to examine velocity distribution at the culvert inlet. A three-dimensional acoustic Doppler velocimeterwas used to measure instantaneous flowvelocity upstream of the culvert. The analysis of mean velocities, turbulence strength, and Reynolds...
-
Stress anisotropy characterisation with the help of Barkhausen effect detector with adjustable magnetic field direction
PublicationIn the paper we describe a novel apparatus for the measurement of the Barkhausen noise (BN) angular dependence, which in turn may be indicative of the stress induced anisotropy of magnetic properties. Such dependence can be further used for the stress distribution evaluation. The change of magnetization direction in the material is obtained by varying the magnetic flux density in two perpendicular yokes of the apparatus. We present...
-
Evaluation of the impact of geometry and plastic deformation on the stray magnetic field around the bone shaped sample
PublicationInfluence of two factors: the variable cross-section and the localized plastic deformation, which affect the stray magnetic field profile of a ferromagnetic sample have been studied. Evaluation of an effect size is based on the analysis of the stray magnetic field component which is tangential to the longest dimension of a sample. However, in order to describe the nature of the stray magnetic field, the normal component (perpendicular...
-
Effect of Pendolino high-speed rail on the structure of buildings located the proximity of the railway tracks
PublicationThe following research focuses on the dynamic analysis of the impact of the high-speed train inducted vibrations on the structures located near railway tracks. The office complex chosen as the subject of calculations is located in the northern part of Poland, in Gdańsk, in the proximity of Pendolino, the high speed train route. The high speed trains are the response for the growing needs for more efficient railway system. However...
-
Cable-stayed cantilever structures as an expat of unique application in the construction of a building located in seismic area – an author’s project of multifunctional building in Lisbon, Portugal
PublicationThe article presents numerical simulations for the modelling of seismic impact on the structure of unique cantilever cablestayed structure with application of two methods. The Response Spectrum method, in which a spectrum of the structure's responses to an earthquake's impact is generated and the Accelerogram method, in which we generate dynamic load in the form of a diagram of the connection between acceleration and time for...
-
A COMPARISON OF THE WIND SPECTRUM ACCORDING TO DIFFERENT METHODS - AN ORIGINAL PROJECT OF A BUILDING ON A CLIFF IN GDYNIA
PublicationThe article presents numerical simulations of the dynamic wind loads on the structure of a building designed on a cliff in Gdynia. The results obtained from the two methods: Davenport’s and Karman’s are compared. The results allowed a comparison of the two methods, and they provided an answer to the question how a construction, designed in such an unusual condition of a cliff behaves under the influence of the gusting wind. The...
-
A selectively reduced degree basis for efficient mixed nonlinear isogeometric beam formulations with extensible directors
PublicationThe effect of higher order continuity in the solution field by using NURBS basis function in isogeometric analysis (IGA) is investigated for an efficient mixed finite element formulation for elastostatic beams. It is based on the Hu–Washizu variational principle considering geometrical and material nonlinearities. Here we present a reduced degree of basis functions for the additional fields of the stress resultants and strains...
-
Active Kriging-based conjugate first-order reliability method for highly efficient structural reliability analysis using resample strategy
PublicationEfficient structural reliability analysis method is crucial to solving reliability analysis of complex structural problems. High-computational cost and low-failure probability problems greatly limit the efficiency in structural reliability analysis problems, causing the safety and reliability of the structure to be questioned. In this work, a highly efficient structural reliability analysis method coupling active Kriging algorithm...
-
A simple and efficient hybrid discretization approach to alleviate membrane locking in isogeometric thin shells
PublicationThis work presents a new hybrid discretization approach to alleviate membrane locking in isogeometric finite element formulations for Kirchhoff–Love shells. The approach is simple, and requires no additional dofs and no static condensation. It does not increase the bandwidth of the tangent matrix and is effective for both linear and nonlinear problems. It combines isogeometric surface discretizations with classical Lagrange-based...
-
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...
-
Simplified modelling of heat transfer in groundwater
PublicationPrzenoszenie ciepła w wodach podziemnych jest skomplikowanym, przestrzennym procesem. Z tego względu do rozwiązywania zadań praktycznych celowe jest konstruowanie modeli uproszczonych. W pracy zaproponowano sposób formułowania modelu dwuwymiarowego. Został on pozytywnie zweryfikowany na przykładzie badania przyczyn strat energii cieplnej w elektrowni Kozienice.
-
Comparison of volume-and surface-detention-time distributions
PublicationCzas zatrzymania ścieków w reaktorze jest bardzo ważnym parametrem projektowym. Jego wyznaczenie jest trudne i kłopotliwe. Z tego względu zbadano możliwość zastąpienia wartości tego parametru, wyznaczonej tylko dla swobodnej powierzchni ścieków. W wyniku stwierdzono dopuszczalność takiej zamiany.
-
Reverse flow routing problem solved by the Space-Time Conservation Method
PublicationW artykule rozpatruje się zagadnienie odwrotnej transformacji przepływów dla przypadku przepływu nieustalonego wolno zmiennego w kanałach otwartych, opisanego układem równań de Saint Venanta. Przedstawiono specyficzne dla rozpatrywanego przypadku problemy powstające na etapie jego rozwiązywania oraz zaproponowano efektywny algorytm obliczeniowy, wykorzystujący nową, atrakcyjną metodę czasoprzestrzennych objętości skończonych. Do...
-
Calculation of flatness errors formed on the tool during finishing machining by lapping. Second International Tribology Conference, SITC 2002.
PublicationPłaskość przedmiotów obrabianych zależy głównie od płaskości narzędzia stosowanego w docieraniu. Orientacja przedmiotu na docieraku musi być wyznaczona w celu określenia korelacji pomiędzy błędami płaskości obu powierzchni. Metoda wyznaczania błędów niepłaskości narzędzia przedstawiona została w referacie. Pokazane zostały przykładowe położenia przedmiotów o różnych kształtach na czynnej powierzchni docieraka z błędem wklęsłości.
-
Penetration resistance of Lubiatowo sand in calibration chamber tests
PublicationAnaliza oporu na wciskanie na stożku sondy statycznej wciskanej na podstawie badań modelowych w komorze kalibracyjnej z kontrolą naprężeń bocznych. Przeprowadzono badania z zastosowaniem standardowej końcówki CPT, dylatometru DMT, mini-stożka CPT oraz pali modelowych o różnej średnicy. Badania wykonano na piasku modelowym z plaży w Lubiatowie w stanie średnio zagęszczonym i zagęszczonym w szerokim zakresie składowej pionowej naprężenia....
-
The influence of changes of soil parameters due to consolidation on the interaction of piles and soft soil layer
PublicationZaprezentowano problem wyznaczania bocznego parcia gruntu o małej wytrzymałości na pale. Opisano przypadki występowania bocznego obciążenia pali. Scharakteryzowano właściwości i zachowanie gruntów słabych stanowiących warstwę podłoża o małej wytrzymałości. Zaprezentowano propozycje obliczania bocznego parcia według różnych autorów. Przedstawiono wpływ konsolidacji na zmianę wytrzymałości gruntów słabych w czasie oraz na obliczanie...
-
Viscoelastic model of waterhammer in single pipeline - problems and questions
PublicationW artykule dokonano analizy zastosowania lepkosprężystego modelu uderzenia hydraulicznego w pojedynczym przewodzie. Przedstawiono teoretyczne podstawy lepkosprężystego zachowania się materiału przewodu oraz matematyczny opis modelu uderzenia hydraulicznego w rurociągu z tworzywa sztucznego. Przedyskutowano główne problemy pojawiające się przy aplikacji takiego modelu. Nacisk położono na identyfikację parametrów modelu. Przeanalizowano...
-
Characteristics of tyre chips-sand mixtures from triaxial tests
PublicationAnaliza parametrów wytrzymałościowych i odkształcalności mieszanek piasku i kawałków zużytych opon. Powtórne użycie tego materiału, odpowiednio przetworzonego na skrawki i elementy o kształcie kołowym pozwala po odpowiednim zmieszaniu z gruntem niespoistym na uzyskanie materiału o zwiększonej wytrzymałości na ścinanie zachowywanej również przy dużych odkształceniach. Analizowano mieszanki o różnej zawartości opon przy naprężeniach...
-
Modeling of textural anisotropy in granular materials with micro-polar hypoplasticity
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej wpływu anizotropii strukturalnej w materiałach granulowanych na powstawanie lokalizacji odkształceń. Obliczenia wykonano dla ściskania w płaskim stanie odkształcenia stosując metodę elementów skończonych na bazie mikropolarnego prawa hipoplastycznego. Wpływ anizotropii modelowano stosując skorelowane pola początkowego wskaźnika porowatości.
-
Size effect in centrifuge cone penetration tests
PublicationOkreślenie efektu skali w badaniu wciskania stożka w zagęszczonych piaskach kwarcowych na podstawie badań modelowych w wirówce geotechnicznej. Badania przeprowadzono na dwóch piaskach kwarcowych przy przyśpieszeniach od 30g do 100g. Analizowano efekt skali związany ze stosunkiem średnicy modelu (mini-stożka) do średniej średnicy ziaren oraz wpływem poziomu naprężenia na opór stożka. Wpływ poziomu naprężenia powoduje powstanie geometrycznego...
-
Comprehensive circumscribing of non-linearity cases of a water supply system with smooth flow control
PublicationW artykule opisano formalnie poprawne metody opisu matematycznego pracy pomp o płynnie regulowanych wydatkach oraz reduktorów ciśnienia i reduktorów przepływu w modelowaniu przepływów ustalonych zachodzących w systemach wodociągowych. Opisano metodę opartą o dynamiczną analizę wrażliwości systemu oraz metodę wykorzystującą charakterystyki hydrauliczne systemu wodociągowego. Przedstawiono wyniki symulacji wykorzystującej ww. metody...
-
Hydraulic loss coefficients in 1D Flows
PublicationWyniki pomiarów pokazują, że współczynniki strat energii mechanicznej dla przepływów niejednostajnych i nieustalonych przyjmują wartości zdecydowanie większe, niż tradycyjnie przyjmowane dla ruchu jednostajnego. W pracy przedstawiono ananizę możliwych przypadków ruchu oraz wyniki obserwacji laboratoryjnych.Wykazano, że wzrost wartości współczynników jest uzasadniony fizykalnie.Zaproponowano robocza metodą ich korygowania.
-
Representation of a built-up area in the numerical simulation of urban flash flooding
PublicationPrzedstawiono wyniki modelowania powodzi miejskiej przy pomocy dwuwymiarowych równań de Saint-Venanta. Równania rozwiązano metodą objętości skończonych. Zaprezentowano dwie techniki reprezentacji obszarów zabudowanych w numerycznej symulacji powodzi - bezpośrednie wykluczenie budynków z siatki numerycznej oraz zastąpienie grup budynków terenami o znacznie zwiększonej szortkości powierzchni. W celu oceny wykorzystanych metod wykonano...
-
Hydraulic transients analysis in pipe networks by the method of characteristics (MOC)
PublicationW pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych i analizy numerycznej zjawiska przepływów nieustalonych w przewodach pojedynczych oraz symulacji numerycznych w sieci pierścieniowej. Model matematyczny stanowi układ dwóch równań różniczkowych cząstkowych typu hiperbolicznego, które rozwiązano za pomocą metody charakterystyk. Badania eksperymentalne przeprowadzono na modelu w skali laboratoryjnej. Uzyskano dobrą zgodność obliczeń...
-
Two-dimensional vertical Reynolds-averaged naviers-stokes equations versus one-dimensional Saint-Venant model for rapidly varied open channel water flow modelling
PublicationPrzedstawiono dwa modele przepływu wody ze swobodną powierzchnią -płaski pionowy model Reynoldsa i model de Saint-Venanta.Do rozwiązania równań pierwszego modelu zastosowano schemat SIMPLE oraz wykorzystano metodę cząstek znaczonych MAC do wyznaczania swobodnej powierzchni wody. Równania Saint-Venanta rozwiązano metodą objętości skończonych. Obydwa modele zastosowano do symulacj zjawiska typu katastrofa zapory. Porównano wyniki...
-
Friction forces for human hip joint at a naturally permeable cartilage
PublicationNiniejsza praca omawia różne rodzaje sił tarcia występujących w szczelinach stawów człowierka. W artykule dokonano analizy kilku ważnych czynników wpływających na wartości sił tarcia występujących w stawach człowieka. Rozważa się siły tarcia wywołane klasycznym hydrodynamicznym smarowaniem, wzmożonym hydrodynamicznym smarowaniem, wyciskaniem a także przesączaniem cieczy synowialnej do i z porowatej warstwy chrząstki stawowej.
-
Chaotic modes of systems described by the Liénard equations with a large period of the right-hand side and impact conditions
Publication -
Grazing bifurcation and chaotic oscillations of vibro-impact systems with one degree of freedom
Publication -
Chaotic modes of oscillation of a vibro-impact system
Publication -
2D numerical simulation of tear film dynamics: Effects of shear-thinning properties
Publication -
Elastic wave propagation for condition assessment of steel bar embedded in mortar
PublicationThis study deals with experimental and numerical investigations of elastic wave propagation in steel bars partially embedded in mortar. The bars with different bonding lengths were tested. Two types of damage were considered: damage of the steel bar and damage of the mortar. Longitudinal waves were excited by a piezoelectric actuator and a vibrometer was used to non-contact measurements of velocity signals. Numerical calculations...
-
Suitability study of hybrid model of electrodynamic actuator
PublicationThe paper presents the proposal of the hybrid circumferential model of an electrodynamic actuator. The field model uses the inductor current as the input data which is obtained from the circumferential model or experimentally.
-
Effect of power frequency on the stress state of disc actuator
PublicationThe paper presents the concept of determinig the optimum frequency of coil supply in inductive-dynamic drive. As a criterion to obtain the sought frequency, the smallest value of reduced stress in the disc was assumed while maintaining the desired dynamics.
-
Trajectory tracing problem for a redundantly actuated walking robot
PublicationPraca prezentuje zagadnienia modelowania dynamiki robotów kroczących. Rozważany robot jest układem o zmiennej liczbie stopni swobody. Wynika to z obecności więzów jednostronnych występujące w układzie. Jak dla większości układów o zmiennej liczbie stopni swobody, w niektórych z konfiguracji roboczych liczba silników przekracza liczbę stopni swobody. (dla układów płaskich, po pojawieniu się kontaktu koła i odnóża, układ o sześciu...
-
Maxwell's approach to effective conductivity and its limitations
Publication -
Analysis of the selection of low-temperature medium for a turbine power plant using ocean thermal energy (OTEC)
PublicationThe paper presents the results and conclusions of numerical calculations modelled in the EES program of a closed OTEC cycle. The following mediums were analysed: ammonia, R32, R41, R404a, R407c, R410a, R423a, R500, R502, R507a and R114, R152a, R234fa, R600, R1234yf, R1234ze. Analogous assumptions were adopted as in the ORC cycle with heat regeneration for dry refrigerants without regeneration for wet refrigerants. Each of them...
-
The protocol for using elastic wall model in modeling blood flow within human artery
PublicationMedical diagnostic tools will play a major role in the future for an effective patient treatment and reduction their mortality, related to the cardiovascular system diseases (CVDs). There is an urgent need for developing diagnostic procedure to be robust, reliable, accurate and efficient, in the framework of a paradigm shift. Application of numerical techniques is seen as a perspective tool for such purpose. Nevertheless, existing...
-
Vibration of the bridge under moving singular loads - theoretical formulation and numerical solution
PublicationThe paper presents the results of the numerical analysis of a simple vehicle passing over a simply supported bridge span. The bridge is modelled by a Euler-Bernoulli beam. The vehicle is modelled as a linear, visco-elastic oscillator, moving at a constant speed. The system is described by a set of differential equations of motion and solved numerically using the Runge-Kutta algorithm. The results are compared with the solution...
-
COMPARATIVE NUMERICAL ANALYSIS OF DIFFERENT STRENGTHENING SYSTEMS OF HISTORICAL BRICK ARCHES
PublicationThe article presents a comparative numerical analysis of various ways to strengthen historical brick arches. Five ways of strengthening brick arches with steel tie-rods have been proposed. Two of these involve the use of braces wrapped around pillars supporting the arch connected with a tie-rod; another two ways involve the use of the tie-rods with welded metal sheets of different sizes; the last way involves the use of the tie-rod...
-
Impact of Energy Slope Averaging Methods on Numerical Solution of 1D Steady Gradually Varied Flow
PublicationIn this paper, energy slope averaging in the one-dimensional steady gradually varied flow model is considered. For this purpose, different methods of averaging the energy slope between cross-sections are used. The most popular are arithmetic, geometric, harmonic and hydraulic means. However, from the formal viewpoint, the application of different averaging formulas results in different numerical integration formulas. This study...
-
Buckling of thin-walled columns accounting for initial geometrical imperfections
PublicationThe paper is devoted to the effect of some geometrical imperfections on the critical buckling load of axially compressed thin-walled I-columns. The analytical formulas for the critical torsional and flexural buckling loads accounting for the initial curvature of the column axis or the twist angle respectively are derived. The classical assumptions of theory of thin-walled beams with non-deformable cross-sections are adopted. The...
-
Whirling system of water exchangein breeding pools
PublicationTo secure the proper conditions of life for sea mammals existing in closed systems one has to maintain the character of the breeding basins (i.e. shape, dimensions, facing of walls and bottom, quality and motion of water) as natural as possible. An appropriate system of water exchange plays a very important role here. A full renewal of water is time-consuming, expensive and troublesome, so can be made only periodically, and should...
-
Modal Analysis of a Steel Radial Gate Exposed to Different Water Levels
PublicationWith the increase in water retention needs and planned river regulation, it might be important to investigate the dynamic resistance of vulnerable elements of hydroelectric power plants, including steel water locks. The most frequent dynamic loads affecting hydroengineering structures in Poland include vibrations caused by heavy road and railway traffic, piling works and mining tremors. More destructive dynamic loads, including...
-
An isogeometric finite element formulation for geometrically exact Timoshenko beams with extensible directors
PublicationAn isogeometric finite element formulation for geometrically and materially nonlinear Timoshenko beams is presented, which incorporates in-plane deformation of the cross-section described by two extensible director vectors. Since those directors belong to the space R3, a configuration can be additively updated. The developed formulation allows direct application of nonlinear three-dimensional constitutive equations without zero...
-
Nonlinear material identification of heterogeneous isogeometric Kirchhoff–Love shells
PublicationThis work presents a Finite Element Model Updating inverse methodology for reconstructing heterogeneous materialdistributions based on an efficient isogeometric shell formulation. It uses nonlinear hyperelastic material models suitable fordescribing incompressible material behavior as well as initially curved shells. The material distribution is discretized by bilinearelements such that the nodal values...
-
Efficient and robust quadratures for isogeometric analysis: Reduced Gauss and Gauss–Greville rules
PublicationThis work proposes two efficient quadrature rules, reduced Gauss quadrature and Gauss–Greville quadrature, for isogeometric analysis. The rules are constructed to exactly integrate one-dimensional B-spline basis functions of degree p, and continuity class C^{p−k}, where k is the highest order of derivatives appearing in the Galerkin formulation of the problem under consideration. This is the same idea we utilized in Zou et al....
-
Effects of Surface Energy and Surface Residual Stresses on Vibro-Thermal Analysis of Chiral, Zigzag, and Armchair Types of SWCNTs Using Refined Beam Theory
PublicationIn this article, vibration characteristics of three different types of Single-Walled Carbon Nanotubes (SWCNTs) such as armchair, chiral, and zigzag carbon nanotubes have been investigated considering the effects of surface energy and surface residual stresses. The nanotubes are embedded in the elastic substrate of the Winkler type and are also exposed to low and high-temperature environments. A new refined beam theory namely, one-variable...
-
A pore-scale thermo–hydro-mechanical model for particulate systems
PublicationA pore scale numerical method dedicated to the simulation of heat transfer and associated thermo–hydro-mechanical couplings in granular media is described. The proposed thermo–hydro-mechanical approach builds on an existing hydromechanical model that employs the discrete element method for simulating the mechanical behavior of dense sphere packings and combines it with the finite volume method for simulating pore space fluid flow...
-
A comprehensive study on nonlinear hygro-thermo-mechanical analysis of thick functionally graded porous rotating disk based on two quasi three-dimensional theories
PublicationIn this paper, a highly efficient quasi three-dimensional theory has been used to study the nonlinear hygro-thermo-mechanical bending analysis of very thick functionally graded material (FGM) rotating disk in hygro-thermal environment considering the porosity as a structural defect. Two applied quasi three-dimensional displacement fields are assumed in which the strain along the thickness is not zero unlike most of the other plate...