Search
Search results for: MONTE CARLO SIMULATION TECHNIQUE
-
Probabilistic sensitivity of limit states of structures : The Monte Carlo simulation
PublicationThe main issue of the paper is the probabilistic sensitivity of the limit states of structures with respect to selected input design variables. Attempt to the problem is done by the dedicated Monte Carlo simulation procedure. Basic design variables are random variables of given probability distributions, presented in the form of random numbers. Uni-parametrical increment of the dominant basic variable (basic variables) is done,...
-
Probabilistic sensitivity of limit states of structures. The Monte Carlo simulation
PublicationDesign sensitivity deals with the variation of structural response, implicitly dependent on the design variables of the problem. An attempt is made to implement probabilistic notation in engineering sensitivity analysis. The procedure to implement the sensitivity of a structural limit state to a given basic variable is described in the paper - its main idea, depicted by a flowchart and numerical examples of engineering analysis....
-
Monte Carlo simulation of energy migration in uniaxially oriented polymerfilms.
PublicationOpisano zastosowanie metody Monte Carlo do symulowania (komputerowego) procesów fotofizycznych zachodzących w rozciąganych osiowo foliach polimerowych zawierających molekuły barwnika. Przedstawiono zaniki czasowe anizotropii emisji oraz jej zależność od koncentracji barwnika. Zbadano wpływ migracji energii na przebiegi anizotropii emisji badanego układu.
-
Probabilistic sensitivity of limit states of structures. The Monte Carlo simulation
PublicationPraca zawiera koncepcję badania wrażliwości stanów granicznych konstrukcji na zmiany poszczególnych zmiennych podstawowych, w oparciu o procedurę symulacyjną Monte Carlo. Sformułowanie ogólne metody oparte jest na analizie stanów granicznych konstrukcji, wprowadzona metoda losowa umożliwia badania histogramu stanu granicznego oraz estymację niezawodności / prawdopodobieństwa awarii konstrukcji.
-
Long-Distance FRET Analysis: A Monte Carlo Simulation Study
PublicationZaproponowano nową metodę na rozszerzenie zakresu stosowalności rezonansowego transferu energii (FRET) przetestowaną przy pomocy metody Monte Carlo. Otrzymane rezultaty dowodzą, że wydajność procesu FRET może być znacząco zwiększona w porównaniu z wydajnością pojedynczego akceptora, gdy dla ustalonej od donora umieścimy układ blisko siebie położonych akceptorów na makromolekule. Z drugiej strony metoda ta umożliwia zwiększenie...
-
Probabilistic limit state analysis of framed structures. The Monte Carlo simulation.
PublicationW pracy opisano koncepcję rozkładu prawdopodobieństwa stanu granicznego konstrukcji. Koncepcja ta oparta jest na problemowo zorientowanej procedurze symulacyjnej Monte Carlo. Niezawodnosć lub prawdopodobieństwo awarii układu oblicza się na podstawie rozkładu prawdopodobieństwa stanu granicznego.
-
Probabilistic limit state analysis of framed structures. The Monte Carlo simulation.
PublicationW pracy opisana jest koncepcja rozkładu prawdopodobieństwa stanu granicznego konstrukcji, oparta na specjalnej procedurze symulacyjnej Monte Carlo. Główną ideę stanowi obliczenie mnożnika obciażenia granicznego w każdym kroku symulacyjnym. Niezawodnosć lub prawdopodobieństwo awarii konstrukcji sa charakterystykami rozkładu prawdopopdobieństwa stanu granicznego. Szczegółowo opisano dwa warianty symulacji.
-
Measurements of glucose content in scattering media with time-of-flight technique: comparison with Monte Carlo simulations.
PublicationZbadano możliwości pomiaru koncentracji glukozy w materiale silnie rozpraszającym światło z wykorzystaniem techniki czasu przelotu. Badania przeprowadzono wykorzystując ''Intralipid'' będącym fantomem tkanki. Stężenie glukozy wynosiło 100, 200, 300, 500, 1000, 2000,4000 lub 8000 mg/dl. Wyniki pomiarów porównano z wynikami uzyskanymi na drodze modelowania matematycznego.
-
Sano-Tachiya-Noolandi-Hong, Onsager and Braun models vs Monte Carlo simulation of charge photogeneration in organic solids
PublicationThe Sano-Tachiya-Noolandi-Hong (STNH), Onsager, and Braun models as well as Monte Carlo (MC) simulations of charge recombination/separation have been applied for the first time to reproduce the results of the electromodulated photoluminescence measurements in vacuum-evaporated films of fluorescent materials commonly used in optoelectronic devices. The values of the electron-hole pair final recombination speed in the monomer emitters:...
-
Impact of cross-section centers estimation on the accuracy of the Point cloud spatial expansion using robust M-estimation and Monte Carlo simulation
PublicationThe point cloud spatial expansion (PCSE) method creates an alternative form of representing the shape of symmetrical objects and introduces additional descriptive geometric parameters. An important element of the procedure is determining the course of the axis of symmetry of cylindrical objects based on cross-sections of point clouds. Outliers occurring in laser measurements are of great importance in this case. In this study,...
-
Impact of cross-section centers estimation on the accuracy of the point cloud spatial expansion using robust M-estimation and Monte Carlo simulation
Publication -
SU‐E‐T‐472: Characterization of the Very High Energy Electrons, ISO ‐ 250 MeV (VHEE) Beam Generated by ALPHA‐X Laser Wakefield Accelerator Beam Line for Utilization in Monte Carlo Simulation for Biomedical Experiment Planning
Publication -
Monte-Carlo Modeling of Optical Sensors for Postoperative Free Flap Monitoring
PublicationThis work aims to develop a numerical tissue model and implement software to simulate photon propagation using the Monte Carlo method to determine design guidelines for a physical measurement system. C++ was used for the simulation program, and Python as a programming environment to create an interface that allows the user to customize individual simulation elements, allowing for increased accuracy and flexibility when simulating...
-
Monte-Carlo Modeling of Optical Sensors for Postoperative Free Flap Monitoring
PublicationThis work aims to develop a numerical tissue model and implement software to simulate photon propagation using the Monte Carlo method to determine design guidelines for a physical measurement system. C++ was used for the simulation program, and Python as a programming environment to create an interface that allows the user to customize individual simulation elements, allowing for increased accuracy and flexibility when simulating...
-
Monte Carlo Methods
e-Learning CoursesThis course will introduce the foundations of Monte Carlo simulation methods. Fundamental algorithms will be described. It will be shown how Monte Carlo methods can be used to simulate the transport of energetic particles in condensed matter.
-
Implementation of Non-Probabilistic Methods for Stability Analysis of Nonlocal Beam with Structural Uncertainties
PublicationIn this study, a non-probabilistic approach based Navier’s Method (NM) and Galerkin Weighted Residual Method (GWRM) in term of double parametric form has been proposed to investigate the buckling behavior of Euler-Bernoulli nonlocal beam under the framework of the Eringen's nonlocal elasticity theory, considering the structural parameters as imprecise or uncertain. The uncertainties in Young’s modulus and diameter of the beam are...
-
Monte Carlo Methods - 2023/24
e-Learning CoursesThis course will introduce the foundations of Monte Carlo simulation methods. Fundamental algorithms will be described. It will be shown how Monte Carlo methods can be used to simulate the transport of energetic particles in condensed matter.
-
Analysis of Agricultural and Engineering Systems using Simulation Decomposition
PublicationThis paper focuses on the analysis of agricultural and engineering processes using simulation decomposition (SD). SD is a technique that utilizes Monte Carlo simulations and distribution decomposition to visually evaluate the source and the outcome of different portions of data. Here, SD is applied to three distinct processes: a model problem, a nondestructive evaluation testing system, and an agricultural food-water energy system....
-
Szacowanie niepewności funkcji przetwarzania przetwornika LEM CT -5T metodą Monte Carlo
PublicationW referacie zaprezentowano metodologię szacowania niepewności funkcji przetwarzania przetwornika prądowego, na przykładzie przetwornika LEM CT-5T, przy zastosowaniu metody opartej na Przewodniku GUM z zastosowaniem prawa propagacji niepewności oraz metody numerycznej Monte Carlo. Przedstawiono szczegółową analizę doboru rozkładu wielkości wejściowej. W przypadku metody Monte Carlo dobór rozkładu wielkości wejściowych jest bardzo...
-
Szacowanie niepewności funkcji przetwarzania przetwornika LEM CT -5T metodą Monte Carlo
PublicationW referacie zaprezentowano metodologię szacowania niepewności funkcji przetwarzania przetwornika prądowego, na przykładzie przetwornika LEM CT-5T, przy zastosowaniu metody opartej na Przewodniku GUM, z zastosowaniem prawa propagacji niepewności oraz metody numerycznej Monte Carlo. Przedstawiono szczegółową analizę doboru rozkładu wielkości wejściowej. W przypadku metody Monte Carlo dobór rozkładu wielkości wejściowych jest bardzo...
-
Hybrid Monte-Carlo simulations of fluorescence anisotropy decay in disordered two-component systems in the presence of forward and back energy transfer
PublicationW pracy przedstawiono hybrydowy algorytm symulacji Monte Carlo zaniku anizotropii emisji fluorescencji w układach dwuskładnikowych z uwzględnieniem prostego i powrotnego transferu energii. Poprawność nowego algorytmu symulacji Monte Carlo zweryfikowano poprzez porównanie z wynikami obliczeń teoretycznych otrzymanymi w ramach modelu SCDM i z wynikami standardowej symulacji Monte Carlo (algorytm 'step by step').
-
Wrażliwość probabilistyczna stanów granicznych konstrukcji - metoda Monte Carlo
PublicationPraca ukazuje zastosowanie metody symulacyjnej Monte Carlo w analizie losowej konstrukcji inżynierskich. Systematyka metod losowych obejmuje ich trzy poziomy, z zaznaczeniem poziomu trzeciego, o dowolnych typach zmiennych losowych – zmiennych podstawowych problemu. Ukazano przykład modelowana losowego obciążenia wiatrem na podstawie 10-letnich pomiarów prędkości wiatru, wykazując zgodność zbioru danych z rozkładem ekstremów Gumbela....
-
Hybrid Monte-Carlo simulations of fluorescence anisotropy decayin three-component donor-mediator-acceptor systems in the presenceof energy transfer
PublicationW pracy przedstawiono nowy hybrydowy algorytm symulacji Monte-Carlo układu trójskładnikowego donor-mediator-akceptor. Działanie algorytmu zilustrowano na przykładzie zaników anizotropii emisji fluorescencji powyższego układu. Porównano wyniki hybrydowej symulacji Monte-Carlo z wynikami klasycznej metody ''step by step''. Stwierdzono bardzo dobrą zgodność wyników obu symulacji, przy czym algorytm hybrydowy wymaga znacznie krótszego...
-
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...
-
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...
-
Accelerated Monte Carlo method for computation of photon migration by matrix description of photon direction
PublicationPrzedstawiono metodę obliczeń dyfuzji fotonów w materiałach silnie rozpraszających, będącą modyfikacją metody Monte Carlo. Modyfikacja ta polega na zastąpieniu wektorowego opisu kierunku propagacji fotonów poprzez opis macierzowy, co pozwala na około 5% redukcję czasu obliczeń na komputerach z jednopotokowym przetwarzaniem zmiennopozycyjnym lub większą w wypadku wielopotokowego przetwarzania.
-
Novel approach to modeling spectral-domain optical coherence tomography with Monte Carlo method
PublicationNumerical modeling Optical Coherence Tomography (OCT) systems is needed for optical setup optimization, development of new signal processing methods and assessment of impact of different physical phenomena inside the sample on OCT signal. The Monte Carlo method has been often used for modeling Optical Coherence Tomography, as it is a well established tool for simulating light propagation in scattering media. However, in this method...
-
Sensitivity analysis of simple random beam models by means of Monte Carlo Methods using Variance Reductions Techniques
PublicationA probabilistic sensitivity analysis of two nonlinear bar structures is presented. The analysis is carried out on the basis of the Monte Carlo method. The imperfections of the structures and the applied loads are adapted as random variables. Based on all of the generated input variables, an output response of the system is sought. Afterwards, a coefficient responsible for the structure failure is calculated and the limit state...
-
Advanced Monte Carlo simulator of the polarization-sensitive optical coherence tomography systems
PublicationSimulations of the optical coherence tomography (OCT) systems using the Monte Carlo method is a widely explored research area. However, there are several difficulties that need to be overcome in order to properly model the OCT imaging with the Monte Carlo algorithm. First of all, the temporal and the spatial coherence of the scattered light need to be considered, since OCT is based on the interference phenomenon. For the same reason,...
-
Förster Resonance Energy Transfer and Trapping in Selected Systems: Analysis by Monte-Carlo Simulations
PublicationMetoda symulacji Monte Carlo została opisana i zastosowana jako efektywne narzędzie do analizy wyników pomiarów transferu energii w wybranych układach, dla których zastosowanie podejścia analitycznego jest ograniczone lub nawet niemożliwe. Pokazano, że symulacja Monte Carlo pozwala obliczyć tzw. czynnik orientacyjny dla układów częściowo uporządkowanych oraz szereg innych wielkości ważnych do opisu zjawiska transferu energii, które...
-
Kamil Andrzej Rybacki mgr inż.
PeopleBorn on 23 October 1993 in Gdańsk. In 2017, I have received the M.Sc. Degree at the Faculty of Applied Physics and Mathematics, Gdańsk University of Technology, Poland. My main fields of interest include computer simulations of molecular systems, parallel computing in application to computational physics methods and development of various simulation software. Currently, my research is focused on the development of hybrid Molecular...
-
A material model of asphalt mixtures based on Monte Carlo simulations
PublicationThe paper aims to numerically reflect mineral-asphalt mixture structure by a standard FEM software. Laboratory test results are presented due to bending tests of circular notched elements. The result scatter is relatively high. An attempt was made to form a random aggregate distribution in order to obtain various results corresponding to laboratory tests. The material structure calibration, its homogenization and finite element...
-
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...
-
Optymalizacja kosztów wytwarzania Kwm metodą Monte Carlo.
PublicationDokładność wykonania koordynacyjnych wymiarów montażowych (KWM) konstrukcji prętowej może stanowić kryterium optymalizacji kosztów wytwarzania konstrukcji stalowej. Niniejsza praca dotyczy optymalizacji tolerancji KWM metodą Monte Carlo.
-
Szacowanie niepewności pomiaru temperatury skóry metodą Monte Carlo
PublicationW Katedrze Metrologii i Systemów Informacyjnych opracowano bezinwazyjną metodę pomiaru temperatury wybranych punktów ciała człowieka podczas próby wysiłkowej. Ze względu na wymaganą dokładność pomiarów wykorzystano do pomiaru metodę kontaktową. Jednocześnie, na podstawie wyników wcześniejszych pomiarów dynamiki zmian temperatury skóry podczas testu wysiłkowego zdecydowano się na zastosowanie jako czujnika - termoelementu. W referacie...
-
Variable-fidelity response feature surrogates for accelerated statistical analysis and yield estimation of compact microwave components
PublicationAccounting for manufacturing tolerances is an essential part of a reliable microwave design process. Yet, quantification of geometry and/or material parameter uncertainties is challenging at the level of full-wave electromagnetic (EM) simulation models. This is due to inherently high cost of EM analysis and massive simulations necessary to conduct the statistical analysis. Here, a low-cost and accurate yield estimation procedure...
-
Estimation of the uncertainty of the LEM CV 3-500 transducers processing function
PublicationThe paper presents the methodology for estimating uncertainty of a voltage transducer processing function based on the example of LEM CV 3-500 transducer. The analysis was performed using the method based on the GUM Guide propagation of uncertainty law and the Monte Carlo numerical method. The article also presents a comparative analysis of the results of a voltage measurement evaluation done using the Monte Carlo simulation method,...
-
Application of Monte-Carlo method to modelling influence of selected soil heterogeneity on macrodispersion of pollutants in unsaturated soil medium
PublicationThe influence of soil heterogeneity on miscible solute transport in soil is analyzed. The transport process is simulated numerically using the Monte-Carlo method. This paper shows how different types of soil heterogeneity influence the process of contaminant spreading. If independent flow paths exist in the soil, the degree of the mixing of pollutants in the outflow from the soil profile is larger. If the preferential flow paths...
-
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...
-
Analiza systemu zasilania trolejbusów z wykorzystaniem metody Monte Carlo
PublicationW rozprawie przedstawiono model symulacyjny układu zasilania sieci trolejbusowej oparty na metodzie Monte Carlo. Przeprowadzono eksperymentalną weryfikację opracowanej metody obliczeniowej. Zaprezentowano przykładowe zastosowanie modelu symulacyjnego. Opracowana metoda może być wykorzystana dla celów analizy układów zasilania trakcji trolejbusowej i tramwajowej.
-
New aspects in assessment of changes in width of subarachnoid space with near-infrared transillumination/backscattering sounding, part 1: Monte Carlo numerical modeling
PublicationW pracy wykorzystano zmodyfikowaną metodę Monte Carlo do numerycznego modelowania propagacji promieniowania z zakresu bliskiej podczerwieni w warstwach anatomicznych głowy. Badano efekt zmian szerokości warstwy podpajęczynówkowej pod wpływem tętna na natężenie promieniowania wstecznie rozpraszanego. Przeprowadzone obliczenia pokazały, że możliwe jest monitorowanie zmian tej szerokości na podstawie pomiarów transmisji promieniowania...
-
A Monte Carlo Strategy to simulate Positrons and Positronium in biological Materials
PublicationWe present an algorithm for Monte Carlo simulations of positron tracks in biological materials. The algorithm takes into account the cross-section data for elastic and inelastic collisions between positrons and molecules and processes like direct annihilation, ionization and positronium formation. In the case of positronium formation, the algorithm considers the interactions of positronium with molecules. The algorithm can be used...
-
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...
-
Analysis of measurement uncertainty for contact-less method used to measure the position of catenary contact wire, performed with the use of Monte Carlo method
PublicationCurrently the majority of main railway lines in Europe are electrified, and electric trains have the biggest share in the entire amount of rail transport. Reliability of electrified railways is closely related to the issue of supplying traction vehicles with energy. The problems connected with diagnostics of energy consumption node, namely the contact line and the current collector, are therefore of fundamental importance for maintaining...
-
Tolerance-Aware Optimization of Microwave Circuits by Means of Principal Directions and Domain-Restricted Metamodels
PublicationPractical microwave design is most often carried out in the nominal sense. Yet, in some cases, performance degradation due to uncertainties may lead to the system failing to meet the prescribed specifications. Reliable uncertainty quantification (UQ) is therefore important yet intricate from numerical standpoint, especially when the circuit at hand is to be evaluated using electromagnetic (EM) simulation tools. Tolerance-aware...
-
Structural reliability of overhead power lines by means of Monte Carlo Method and RSM
PublicationThe article discusses the issue of reliability assessment of overhead power lines by means of both Monte Carlo Method and Response Surface Method. The suspension tower OS24 ON150+10 is considered, as the weakest element of the line. A comparison is made between deterministic and probabilistic approaches to wind and icing loading. The PDFs for wind and icing loads are proposed. Reliability is assessed for both critical atmospheric...
-
Reliability assessment of truss towers using Monte Carlo Method, PEM and RSM
PublicationThe paper discusses the reliability assessment of simple random truss structures using three different probabilistic methodologies: the Monte Carlo method, the Point Estimate Method and the Response Surface Method. A benchmark truss structure example is analyzed. A set of numerical calculations of critical load is performed and the results are taken as the basis of advanced probabilistic calculations. Using the samples, numerical...
-
MONTE CARLO MODELING OF OPTICAL SENSOR FOR POST-OPERATIVE FREE FLAP MONITORING
PublicationAfter a preliminary study of the currently employed methods in vitality monitoring of the tissue flaps (TRAM, DIEP, SIEA), a usefulness of optical techniques is discussed. It seems that one of the most promising in monitoring tissue flaps blood flow is a near infrared spectrometry (NIRS). However, a special design of a measurement sensor has to be developed. First, basing on the literature study an optical “window” is characterized....
-
Metoda symulacyjna Monte Carlo w analizie niezawodności przestrzennych układów ramowych
PublicationW pracy zaprezentowano koncepcję analizy probabilistycznej stanu granicznego układu prętowego, w oparciu o specjalną procedurę symulacyjną Monte Carlo. Stan graniczny zdefiniowany ze względu na obciążenia przeanalizowano na trzech przykładach: ramy płaskiej, ramy przestrzennej i istniejącej przestrzennej struktury. Przedstawiono także alternatywne sformułowanie problemu stanów granicznych, ze względu na własności materiałowe. Przeprowadzono...
-
Reliability assessment of truss towers using Monte Carlo Method, PEM and RSM
PublicationThe paper discusses reliability assessment of simple random truss structures using three different probabilistic methodologies: the Monte Carlo Method (MCM), the Point Estimate Method (PEM) and the Response Surface Method (RSM). A benchmark truss structure and a simplified full–size engineering tower are both analyzed. A set of ultimate load numerical calculations is performed and the results are taken as the basis of advanced...