Filters
total: 9315
-
Catalog
displaying 1000 best results Help
Search results for: FEM%20SIMULATIONS
-
Macromodels for efficient FEM simulations of waveguides and resonators
PublicationThis paper introduces a novel technique for enhancing the efficiency of the finite element method (FEM) by incorporating special modules, called macromodels, into the standard eigenvalue formulation. The number of unknowns in the separated macromodel subdomain can be significantly reduced by orthogonal projection, using the efficient nodal order reduction algorithm. The idea of macromodels implementation is demonstrated on a simple...
-
A two-scale (FEM-DEM) approach for concrete
PublicationArtykuł omawia dwu-skalowe podejście do betonu przy wykorzystaniu modelu Mes i DEM. Metodę elementów skończonych zastosowano na poziomie makro. Na poziomie mikro zastosowano metodę elementów dyskretnych. Macierz sztywności wyznaczono na podstawie tensora naprężeń wyznaczonego w skali mikro. Wyniki numeryczne dwusalowe porównano z wynikami dyskretnymi dla całego obszaru.
-
Electromagnetic Simulations with 3D FEM and Intel Optane Persistent Memory
PublicationAbstract—Intel Optane persistent memory has the potential to induce a change in how high-performance calculations requiring a large system memory capacity are conducted. This article presents what this change may look like in the case of factorization of large sparse matrices describing electromagnetic problems arising in the 3D FEM analysis of passive highfrequency components. In numerical tests, the Intel oneAPI MKL PARDISO was...
-
DEM-FEM model of highly saturated soil motion due to seepage force
PublicationArtykuł poświęcono nowej propozycji rozwiązania problemu modelowania zjawiska transportu, które występuje wewnątrz wysoko-nawodnionego gruntu ziarnistego na skutek ciśnienia spływowego. Teoria oparta została na połączeniu metody elementów skończonych (FEM - Finite Element Method) - rozwiązania równań poro-elastycznych oraz metody poszczególnych elementów (DEM - Distinct Element Method), które dały podwójny model numeryczny. FEM...
-
Elastoplastic nonlinear FEM analysis of FGM shells of Cosserat type
PublicationThe paper is a continuation of [1] where the formulation of the elastic constitutive law for functionally graded materials (FGM) on the grounds of nonlinear 6-parameter shell theory with the 6th parameter (the drilling degree of freedom) was presented. Here the formulation is extended to the elasto-plastic range. The material law is based on Cosserat plasticity and employs the well-known Tamura-Tomota-Ozawa (TTO) [2] mixture...
-
VOF-DEM-FEM combined model of the reef breakwater collapse
PublicationZespolony model numeryczny (metoda modelowania przepływu ze swobodną powierzchnią rozdziału faz ciekłej i gazowej w siatce nieruchomej (ang. Volume of Fluid - VOF, metoda elementów dyskretnych (ang. Distinct Element Method, metoda elementów skończonych (MES)) został wykorzystany do zbadania odkształceń falochronu narzutowego i jego piaszczystego podłoża w wyniku oddziaływania falowania powierzchniowego. Wyniki analizy numerycznej...
-
Comparative modeling of shear localization in granular bodies with FEM and DEM
PublicationThe intention of the paper is to compare the calculations of shear zones in granular bodies using two different approaches: a continuum and a discrete one. In the first case, the FEM based on a micro-polar hypoplastic constitutive law was used. In the second case, the DEM was taken advantage of, where contact moments were taken into account to model grain roughness. The comparative calculations were performed for a passive case...
-
Discrete simulations of a triaxial compression test for sand by DEM.
PublicationArtykuł przedstawia wyniki symulacji dyskretnych dla ściskania trójosiowego stosując metodę elementów dyskretnych DEM. Symulacje wykonano dla piasku. Zastosowano kuli z momentami kontaktu do symulacji kształtu ziaren. Przeprowadzono analizy dla różnych zmiennych parametrów: średnica piasku, krzywa uziarnienia, kształt ziaren, wymiary próbki i warunki brzegowe.
-
3D DEM simulations of fracture in reinforced concrete beams
PublicationArtykuł dotyczy zachowania się belki żelbetowej bez zbrojenia pionowego przy trzypunktowym zginaniu. Belka uległa zniszczeniu wskutek ścinania z powodu obecności nadmiernego zbrojenia podłużnego. Eksperymenty przeprowadzono w skali laboratoryjnej z wykorzystaniem systemu mikro-CT, a następnie odtworzono je w analizach numerycznych stosując metodą elementów dyskretnych 3D (DEM). Zastosowano 4-fazowy model betonu z mezostrukturą,...
-
FE simulations of a soil structure interface.
PublicationPrzedstawiono warunki brzegowe do opisu szorstkości ściany konstrukcji w kontakcie z gruntem. Wykonano doświadczenia i symulacje MES na bazie mikropolarnego prawa hipoplastycznego.
-
A Subspace-Splitting Moment-Matching Model-Order Reduction Technique for Fast Wideband FEM Simulations of Microwave Structures
PublicationThis article describes a novel model-order reduction (MOR) approach for efficient wide frequency band finite-element method (FEM) simulations of microwave components. It relies on the splitting of the system transfer function into two components: a singular one that accounts for the in-band system poles and a regular part that has no in-band poles. In order to perform this splitting during the reduction process, the projection...
-
An MOR Algorithm Based on the Immittance Zero and Pole Eigenvectors for Fast FEM Simulations of Two-Port Microwave Structures
PublicationThe aim of this article is to present a novel model-order reduction (MOR) algorithm for fast finite-element frequency-domain simulations of microwave two-port structures. The projection basis used to construct the reduced-order model (ROM) comprises two sets: singular vectors and regular vectors. The first set is composed of the eigenvectors associated with the poles of the finite-element method (FEM) state-space system, while...
-
FE-simulations of a direct and a true simple shear test
PublicationPorównano dwa aparaty ścinania: aparat bezpośredniego ścinania i aparat prostego ścinania. Analizy pola naprężeń i odkształceń dokonano stosując metodę elementów skończonych i mikropolarne prawo hypoplastyczne. Analiza ta pokazała, że pole naprężeń i odkształceń jest niejednorodne w obu aparatach, szczególnie w aparacie bezpośredniego ścinania.
-
FE-simulations of a direct wall shear box test.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej anlizy lokalizacji odkształceń stycznych w materiałach granulowanych podczas bezposredniego ścinania przy ścianie. Obliczenia przeprowadzono z mikropolarnym modelem hipoplastycznym. Obliczenia wykonano w płaskim stanie odkształcenia stosując metodę elementów skończonych. Wyniki numeryczne porównano z wynikami doświadczalnymi.
-
3D DEM SIMULATIONS OF BASIC GEOTECHNICAL TESTS WITH EARLY DETECTION OF SHEAR LOCALIZATION.
PublicationW artykule przedstawiono rezultaty numeryczne dla podstawowych testów geotechnicznych: testu trójosiowego ściskania oraz w aparacie bezpośredniego ścinania dla piasku bez kohezji. Wszystkie testy zostały wykonane w 3D, a piasek został wymodelowany w postaci kulek wraz z momentami symulującymi nieregularny kształt ziarna. Podczas badań sprawdzono wpływ parametrów fizycznych (m. in. początkowy wskaźnik porowatości, obciążenie pionowe...
-
FE-simulations of size effects in granular and quasi-brittle materials
PublicationW artykule przedstawiono symulacje efektów skali w materiałach granulowanych i kruchych. Obliczenia wykonano dla ściskania dwuosiowego i fundamentu w przypadku materiałów granulowanych oraz belek zginanych w przypadku materiałów kruchych. Do obliczeń wykorzystano mikropolarne prawo hipoplastyczne i sprężysto-plastyczne prawo z nielokalnym osłabieniem.
-
FE-simulations of direct and simple shearing within a polar hypoplasticity
PublicationW artykule przedstawiono wyniki analizy MES dwóch podstawowych testów w mechanice gruntów, mianowicie testu bezpośredniego ścinania i testu prostego ścinania. Obliczenia wykonano stosując metodę elementów skończonych i mikropolarne hipoplastyczne prawo konstytutywne. Szczególną uwagę zwrócono na wpływ warunków brzegowych na lokalizacje odkształceń.
-
Numerical simulations of sand behavior using DEM with 2 different descriptions of grain roughness
PublicationW rozdziale przedstawiono wyniki dyskretnych symulacji jednorodnego trójosiowego ściskania piasku przy zastosowaniu metody elementów dyskretnych. Obliczenia wykonano stosując 2 różne opisy szorstkości ziaren: kule z uwzględnieniem momentów kontaktu oraz grona kul. Obliczono energię sprężystą i dysypację plastyczną. Wyniki symulacji numerycznych porównano z wynikami doświadczalnymi.
-
Numerical simulations of triaxial test with sand using DEM. Archives of Hydro-Engineering and Environmental
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji badania trójosiowego dlamateriałów granulowanych. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metodyDEM. Pokazano wpływ momentów kontaktowych na wytrzymałoć próbki. Zbadanowpływ parametrów mikroskopowych na zachowanie się materiału. Wynikiporównano z doswiadczeniami.
-
Geometrically nonlinear FEM analysis of FGM shells based on neutral physical surface approach in 6-parameter shell theory
PublicationThe paper presents the formulation of the elastic constitutive law for functionally graded materials (FGM) on the grounds of nonlinear 6-parameter shell theory with the 6th parameter being the drilling degree of freedom. The material law is derived by through-the-thickness integration of the Cosserat plane stress equations. The constitutive equations are formulated with respect to the neutral physical surface. The influence of...
-
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.
-
Advanced Theory and Simulations
Journals -
Scientific Modeling and Simulations
Journals -
MACROMOLECULAR THEORY AND SIMULATIONS
Journals -
SEM and TEM Studies on <i>In-Situ</i> Cast Al–TiC Composites
Publication -
Simulations of hydro-fracking in rock mass at meso-scale using fully coupled DEM/CFD approach
PublicationThe paper deals with two-dimensional (2D) numerical modelling of hydro-fracking (hydraulic fracturing) in rocks at the meso-scale. A numerical model was developed to characterize the properties of fluid-driven fractures in rocks by combining the discrete element method (DEM) with computational fluid dynamics (CFD). The mechanical behaviour of the rock matrix was simulated with DEM and the behaviour of the fracturing fluid flow...
-
3D DEM simulations of monotonic interface behaviour between cohesionless sand and rigid wall of different roughness
PublicationArtykuł omawia wyniki metodą elementów dyskretnych (DEM) dotyczace zachowania się strefy kontaktu między bezkohezyjnym piaskiem a sztywną scianą o różnej szorstkości. Obliczenia wykonano dla dla różnej wysokości, nachylenia i rozstawu rowków wzdłuż sciany, które symulowały jej szorstkość. W symulacjach zmieniano dodatkowo ciśnienie pionowe i początkowy wskaźnik porowatosci piasku. Nacisk położono na wpływ szorstkości na mobilizowany...
-
Fast Multi-Objective Antenna Design Through Variable-Fidelity EM Simulations
PublicationA technique for fast multi-objective antenna optimization is introduced. A kriging interpolation surrogate constructed from sampled coarse-mesh EM simulations is utilized by multi-objective evolutionary algorithm (MOEA) to obtain the initial Pareto front approximation. The surrogate is defined in a subset of the original design space, determined by means of independently optimized individual objectives. Response correction techniques...
-
Antenna Modeling Using Variable-Fidelity EM Simulations and Constrained Co-Kriging
PublicationUtilization of fast surrogate models has become a viable alternative to direct handling of fullwave electromagnetic (EM) simulations in EM-driven design. Their purpose is to alleviate the difficulties related to high computational cost of multiple simulations required by the common numerical procedures such as parametric optimization or uncertainty quantification. Yet, conventional data-driven (or approximation) modeling techniques...
-
Dynamic FE simulations of buckling process in thin-walled cylindrical metal silos
PublicationW artykule przedstawiono wyniki dynamicznej analizy wyboczeniowej cienkościennych silosów metalowych o przekroju kołowym. Analizy MES wykonano dla wstępnych imperfekcji geometrycznych o różnym kształcie i amplitudzie. Wyniki analizy dynamicznej porównano z analizami statycznymi.
-
FE-simulations of a direct and a true simple shear test within a polar hypoplasticity
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy testu bezpośredniego ścinania i testu prostego ścinania w materiałach granulowanych. Obliczenia wykonano stosując metodę elementów skończonych i mikropolarne hipoplastyczne prawo konstytutywne. W analizie uwzględniono lokalizację odkształceń stycznych.
-
FEW-BODY SYSTEMS
Journals -
Combining X-ray tomogrpahy imaging and DEM simulations to investigate granular material flow during silo discharging
PublicationEven after few decades of research, the study of particle motion taking place during silo discharging hasn’t been fully addressed, both experimentally and numerically, because of nontrivial behaviors that occur during associated flow patterns. For instance, discrete element method (DEM) has shown good qualitative prediction potential of velocity profile, but, on the other hand, frequently failed to match quantitatively experimental...
-
Quantitative assessment of the influence of tensile softening of concrete in beams under bending by numerical simulations with XFEM and cohesive cracks
PublicationResults of the numerical simulations of the size effect phenomenon for concrete in comparison with experimental data are presented. In-plane geometrically similar notched and unnotched beams under three-point bending are analyzed. EXtended Finite Element Method (XFEM) with a cohesive softening law is used. Comprehensive parametric study with the respect to the tensile strength and the initial fracture energy is performed. Sensitivity...
-
Comparative 3D DEM simulations of sand–structure interfaces with similarly shaped clumps versus spheres with contact moments.
PublicationThree-dimensional simulations of a monotonic quasi-static interface behaviour between initially dense cohesionless sand and a rigid wall of different roughness during tests in a parallelly guided direct shear test under constant normal stress are presented. Numerical modelling was carried out by the discrete element method (DEM) using clumps in the form of convex non-symmetric irregularly shaped grains. The clumps had an aspect...
-
Design space reduction and variable-fidelity EM simulations for feasible Pareto optimization of antennas
PublicationA computationally efficient procedure for multi-objective optimization of antenna structures is presented. In our approach, a response surface approximation (RSA) model created from sampled coarse-discretization EM antenna simulations is utilized to yield an initial set of Pareto-optimal designs using a multi-objective evolutionary algorithm. The final Pareto front representation for the high-fidelity model is obtained using surrogate-based...
-
Expedited Trust-Region-Based Design Closure of Antennas by Variable-Resolution EM Simulations
PublicationThe observed growth in the complexity of modern antenna topologies fostered a widespread employment of numerical optimization methods as the primary tools for final adjustment of the system parameters. This is mainly caused by insufficiency of traditional design closure approaches, largely based on parameter sweeping. Reliable evaluation of complex antenna structures requires full-wave electromagnetic (EM) analysis. Yet, EM-driven...
-
FEM approach to modeling of an irregular trabecular structure
PublicationThe aim of the study is elaboration of a method for creating irregular scaffolds that can be used to model the behaviour of trabecular bone placed in the proximal epiphysis of the femur. The scope of the study encompasses creating six numerical models of irregular scaffolds (two solid irregular scaffolds, two shell irregular scaffolds and two shell irregular scaffolds with fortification) and performing numerical analysis of the...
-
Study of displacements of a bridge abutment using FEM
PublicationSteel sheet piles are often used to support excavations for bridge foundations. When they are left in place in the permanent works, they have the potential to increase foundation bearing capacity and reduce displacements; but their presence is not usually taken into account in foundation design. In this article, the results of finite element analysis of a typical abutment foundation, with and without cover of sheet piles, are presented...
-
CFD and FEM model of an underwater vehicle propeller
PublicationDuring the project execution of design and optimization the Remotely Operated Vehicle (ROV) research on its propulsion has been carried out. The entire project was supported by CFD and FEM calculations, which taking into account the characteristics of underwater vehicle. One of the tasks was to optimize the semi-open duct for horizontal propellers, which provided propulsion and controllability in horizontal plane. In order to...
-
Modal FEM Analysis of Ferrite Resonant Structures
PublicationThe finite-element method (FEM) is applied for modal analysis of ferrite-loaded spherical resonators. To improve the efficiency of the numerical calculations, the body-of-revolution (BOR) technique is utilized. Due to the frequency-dependent ferrite permeability, FEM leads to a nonlinear eigenvalue problem that is challenging to solve. To this end, Beyn’s method is proposed. The effectiveness of the proposed approach is confirmed...
-
Improved-Efficacy EM-Based Antenna Miniaturization by Multi-Fidelity Simulations and Objective Function Adaptation
PublicationThe growing demands for integration of surface mount design (SMD) antennas into miniatur-ized electronic devices have been continuously imposing limitations on the structure dimen-sions. Examples include embedded antennas in applications such as on-board devices, picosatel-lites, 5G communications, or implantable and wearable devices. The demands for size reduction while ensuring a satisfactory level of the electrical and field...
-
Rapid Yield Optimization of Miniaturized Microwave Passives by Response Features and Variable-Fidelity EM Simulations
PublicationThe operation of high-frequency devices, including microwave passive components, can be impaired by fabrication tolerances but also incomplete knowledge concerning operating conditions (temperature, input power levels) and material parameters (e.g., substrate permittivity). Although the accuracy of manufacturing processes is always limited, the effects of parameter deviations can be accounted for in advance at the design phase...
-
FE-simulations of dynamic shear localization in granular bodies using an Arbitrary Lagrangian-Eulerian formulation.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji lokalizacji odkształceń w materiałach granulowanych. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu nielokalnego modelu hipoplastycznego dla 2 różnych problemów: sciskania dwuosiowego i przepływu silosowego. W obliczeniach wykorzystano sformułowanie ALE.
-
Selection of material for X-ray tomography analysis and DEM simulations: comparison between granular materials of biological and non-biological origins
PublicationPhysical properties and X-ray tomography images of five different granular materials: glass bead, glass grit, short grain white rice, sorghum and clay granules (Seramis) are investigated to select the most promising materials for numerical simulations and time-lapse X-ray tomography imaging. The examined materials represent granular materials of non-biological origin (glass bead, glass grit and Seramis) and granular plant materials...
-
Young’s modulus distribution in the FEM models of bone tissue
PublicationThis paper presents how differences of Young’s modulus in adjacent finite elements typical for organic materials such as bone tissue, influence stress calculating. Emphasizing high computational cost of variable Young’s modulus in parts of the model, where the number of finite elements has been raised, the authors wants to prove that new model of finite element which has variable Young’s modulus in its volume needs to be created....
-
Torsional Stability Assessment of Columns Using Photometry and FEM
Publication -
Ultrasonic Tomography of Brick Columns Based on FEM Calculations
PublicationUltrasonic tomography is one of the most developed method of non-destructive testing. Despite being used mainly in medicine, it is becoming more and more popular as a method for monitoring of structural elements. It allows to examine the internal structure and technical condition of the tested element. This paper investigates the influence of crosssectional geometry on an obtained tomographic image. Wave propagation signals were...
-
FEM simulation of laminate failure in the three point bending
PublicationThe paper presents a FEM simulation of failure of laminate subjected to the three point bending. The numeri-cal model is based on the equivalent single layer approach with 6-paramater non-linear shell theory kinematics. It is implemented in the non-commercial FEM code. The failure initiation is detected with the use of Tsai-Wu criterion. After the failure onset the progressive failure process is modelled through the appropriate...
-
FEM modelling of screw displacement pile interaction with subsoil
PublicationPredicting the-settlement characteristics of piles is an important element in the designing of pile foundations. The most reliable method in evaluating pile-soil interaction is the static load test, preferably performed with instrumentation for measuring shaft and pile base resistances. This, however, is a mostly post-implementation test. In the design phase, prediction methods are needed, in which numerical simulations play an...