Search
Search results for: FIXITY
-
Wideband Model Order Reduction for Macromodels in Finite Element Method
PublicationAbstract: This paper presents a novel algorithm for accelerating 3D Finite Element Method simulations by introducing macromodels created in local model order reduction in the selected subdomains of the computational domain. It generates the projection basis for a compact system of equations associated with a separate subdomain. Due to non-linear frequency dependency in the Right Hand Side (RHS), the standard reduction methods do...
-
Spectral Finite Element Method in Condition Monitoring and Damage Detection
PublicationIt is well known that the dynamic behaviour of engineering structures may carry very important and crucial information that can be further used for the assessment of their condition as well as detection of any damage induced. The current interest in monitoring techniques based on the propagation of guided elastic waves requires that numerical techniques used for modelling the phenomena associated must shift into the realm of high...
-
Mechanical model of fascia-implant structure. Finite element simulation.
PublicationPraca dotyczy modelowania i symulacji syntetycznych implantów chirurgicznych stosowanych w leczeniu przepulin brzusznych metodą laparoskowpową. Prponowane są modele matematyczne a ich prawidłowość weryfikowana jest na podstawie badań doświadczalnych zachowania się modeli fizycznych wszczepionych implantów pod wpływem obciążeń wynikających z fizjologii człowieka. Nakreślona jest metodologia oceny trwałości połączenia siatki chirurgicznej...
-
Experiences with viscoplastic constitutive equations in finite element shell analysis
PublicationW pracy przedstawiono problemy zastosowania lekoplastycznych równań konstytutywnych w anlizie powłok metodą elementów skończonych. Pokazano historie rozwoju tego rodzaju modeli. Rozważono podstawowe założenia jakie muszą być zrobione.Omówiono doświadczenia konieczne do identyfikacji parametrów materiałowych modeli. Przedstawiono problemy jakie mogą wynikną w analizie numerycznej (problemy dokładności i stabilności algorytmów) Pracę...
-
Pressure distribution for different types of the finite amplitude waves sources
PublicationPrzedstawiono model matematyczny i przykładowe wyniki badań numerycznych zjawiska oddziaływań fal o skończonej amplitudzie w wodzie. Model matematyczny zbudowano w oparciu o równanie KZK. Zagadnienie różniczkowe rozwiązano stosując metodę różnic skończonych. Rozważono różne rozkłady ciśnienia na źródle kołowym i bez osiowej symetrii.
-
Generation of large finite-element matrices on multiple graphics processors
PublicationThis paper presents techniques for generating very large finite-element matrices on a multicore workstation equipped with several graphics processing units (GPUs). To overcome the low memory size limitation of the GPUs, and at the same time to accelerate the generation process, we propose to generate the large sparse linear systems arising in finite-element analysis in an iterative manner on several GPUs and to use the graphics...
-
Quasi-static finite-element analysis of a skewed microstrip crossover
PublicationPrzedstawiono quasi statyczną analizę skrzyżowania mikroskopowego na podłożu dielektycznym. Mikropaski znajdują się na różnych warstwach układu planarnego i mogą krzyżować się pod dowolnym kątem. Pojemności i indukcyjności obliczane są na podstawie rozkładu potencjałów skalarnych. W sformułowaniu zagadnienia magnestatycznego warunki brzegowe dla potencjału skalarnego wprowadzono za pomocą powierzchni rozcięcia dziedziny analizy....
-
adaptive finite-element multigrid method in 3d magnetostatic analysis.
PublicationPrzedstawiono procedurę analizy magnetostatycznej obwodów mikrofalowych zawierających przewodniki o dowolnym kształcie. Zakłada się pobudzenie pola magnetostatycznego zadane w postaci wartości całkowitego prądu płynącego w przewodniku sygnałowym. Warunki brzegowe w strukturze od dowolnym kształcie, bez płaszczyzn symetrii wprowadza się za pomocą powierzchni rozdzielających. Takie sformułowanie problemu prowadzi jednak do szeregu...
-
Efficient finite difference analysis of microstructured optical fibers [on line]
PublicationW pracy przedstawiono nową technikę numerycznej analizy mikrostruktur światłowodowych. Technika ta polega na połączeniu metody różnic skończonych i dyskretnych rozwinięć funkcyjnych. Pozwala to na zmniejszenie rozmiaru macierzy powstających przy analizie problemu, a jednocześnie na bezpośrednią implementację radiacyjnych warunków brzegowych. Testy algorytmu przeprowadzono dla kilku wybranych struktur, uzyskując bardzo dobrą zgodność...
-
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...
-
Efficient Finite Element Analysis of Axially Symmetrical Waveguides and Waveguide Discontinuities
PublicationA combination of the body-of-revolution and finite element methods is adopted for full-wave analysis of waveguides and waveguide discontinuities involving angular field variation. Such an approach is highly efficient and much more flexible than analytical techniques. The method is performed in two different cases: utilizing a generalized impedance matrix to determine the scattering parameters of a single waveguide section and utilizing...
-
Special Issue "Applications of Finite Element Modeling for Mechanical and Mechatronic Systems"
PublicationNumerical modeling is very important in today's engineering because, among other things, it reduces the costs associated with prototyping or predicting the occurrence of potentially dangerous situations during operation in certain defined conditions. Different methods have so far been used to implement the real structure into the numerical version. The most popular have been variations of the finite element method (FEM). The aim...
-
Ground-State Entanglement Properties of Helium Atom in a Finite Spherical Cavity
Publication -
Modeling of the finite amplitude plane wave propagation in non-dissipative medium
PublicationPraca prezentuje wyniki analizy teoretycznej zagadnienia propagacji fali płaskiej o skończonej amplitudzie w ośrodku wodnym bez dyssypacji. Przedstawiono model matematyczny i przykładowe wyniki obliczeń numerycznych. Model matematyczny zbudowano w oparciu o jednowymiarowe równania mechaniki płynów. Do rozwiązania zagadnienia zastosowano metodę różnic skończonych. Analizowano zmiany ciśnienia i zmiany widma. Badano zbieżność i dokładność...
-
Propagation of elastic waves in structural elements by spectral finite element methods
PublicationW pracy przedstawiono metodę elementów spektralnych w zastosowaniu do analizy propagacji fal sprężystych w elementach konstrukcyjnych.
-
Analysis of the Impact Resistance of Toecaps by the Finite Element Method: Preliminary Studies
Publication -
Wave propagation modelling in 1D structures using spectral finite elements
PublicationW artykule omówiono modele propagacji fal wzdłużnych i poprzecznych w prętach oparte na dwóch sformułowaniach (w dziedzinie częstości i w dziedzinie czasu) metody elemntów spektralnych. Porównano otrzymane wyniki z wynikami eksperymentu.
-
Geometrically nonlinear finite element simulation of smart piezolaminated plates and shells
PublicationW pracy zaproponowano powłokowy element skończony pozwalający na uwzględnienie efektu piezoelektrycznego. Element został wykorzystany w podejściu Lagrange'a, które wymaga starannego dobrania definicji wielkości mechanicznych i elektrycznych. Zależności przemieszczenie-odkształcenie zbudowano na bazie teorii małych odkształceń i umiarkowanych obrotów. Założono liniowy rozkład pól odkształceń i pola elektrycznego po grubości powłoki....
-
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.
-
Multi-core and Multiprocessor Implementation of Numerical Integration in Finite Element Method
PublicationThe paper presents techniques for accelerating a numerical integration process which appears in the Finite Element Method. The acceleration is achieved by taking advantages of multi-core and multiprocessor devices. It is shown that using multi-core implementation with OpenMP and a GPU acceleration using CUDA architecture allows one to achieve the speedups by a factor of 5 and 10 on a CPU and GPUs, respectively.
-
On some properties of 2d spectral finite elements in problems of wave propagation
PublicationW pracy przedstawiono sformułowanie dwuwymiarowych elementów spektralnych stosowanych w symulacji propagacji fal prowadzonych. Zbadano własności tych elementów pod kątem występowania form pasożytniczych, odporności na dystorsję siatki oraz zbadano wpływ kształtu elementu na krzywe dyspersji
-
The finite-difference simulation of x-rays propagation through a system of lenses
PublicationThe propagation of X-ray waves through an optical system consisting of 33 aluminum X-ray refractive lenses is considered. For solving the problem, a finite-difference method is suggested and investigated. It is shown that very small steps of the difference grid are necessary for reliable computation of propagation of X-ray waves through the system of lenses. It is shown that the wave phase is a function very quickly increasing...
-
On the convergence of a nonlinear finite-difference discretization of the generalized Burgers–Fisher equation
PublicationIn this note, we establish analytically the convergence of a nonlinear finite-difference discretization of the generalized Burgers-Fisher equation. The existence and uniqueness of positive, bounded and monotone solutions for this scheme was recently established in [J. Diff. Eq. Appl. 19, 1907{1920 (2014)]. In the present work, we prove additionally that the method is convergent of order one in time, and of order two in space. Some...
-
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.
-
Realistic noise-tolerant randomness amplification using finite number of devices
PublicationRandomness is a fundamental concept, with implications from security of modern data systems, to fundamental laws of nature and even the philosophy of science. Randomness is called certified if it describes events that cannot be pre-determined by an external adversary. It is known that weak certified randomness can be amplified to nearly ideal randomness using quantum-mechanical systems. However, so far, it was unclear whether randomness amplification...
-
Local mesh morphing technique for parametrized macromodels in the finite element method
PublicationThis paper presents a novel approach for enhancing the efficiency of the design process of microwave devices by means of the finite element method. It combines mesh morphing with local model order reduction (MOR) and yields parametrized macromodels that can be used to significantly reduce the number of variables in the FEM system of equations and acceleration of computer simulation. A projection basis for local reduction is generated...
-
Quantum-correlation breaking channels, broadcasting scenarios, and finite Markov chains
PublicationOne of the classical results concerning quantum channels is the characterization of entanglementbreakingchannels [M. Horodecki et al., Rev. Math. Phys 15, 629 (2003)]. We address the questionwhether there exists a similar characterization on the level of quantum correlations which may gobeyond entanglement. The answer is fully affirmative in the case of breaking quantum correlationsdown to the, so called, QC (Quantum-Classical)...
-
Applications of the discrete green's function in the finite-difference time-domain method
PublicationIn this paper, applications of the discrete Green's function (DGF) in the three-dimensional (3-D) finite-difference time-domain (FDTD) method are presented. The FDTD method on disjoint domains was developed employing DGF to couple the subdomains as well as to compute the electromagnetic field outside these subdomains. Hence, source and scatterer are simulated in separate subdomains and updating of vacuum cells, being of little...
-
Comment on permeability conditions in finite element simulation of bone fracture healing
PublicationThe most popular model of the bone healing considers the fracture callus as poroelastic medium. As such it requires an assumption of the callus’ external permeability. In this work a systematic study of the influence of the permeability of the callus boundary on the simulated bone healing progress is performed. The results show, that these conditions starts to play significant role with the decrease of the callus size. Typically...
-
Modal energy identification of large stucture idealised by the finite element method
PublicationPrzedstawiono metodę określania energii drgań układów dyskretnych otrzyma-nych w wyniku modelowania metodą elementów skończonych wybranych fragmentów konstrukcji samochodów. W odróżnieniu od poprzednio stosowanych podejść, ro-zważa się całkowite energie mechaniczne odpowiadające poszczególnym posta-ciom drgań własnych. Całkowitą energię mechaniczną oblicza się na podstawie parametrów modelu modalnego. Energię mechaniczną można...
-
Modelling of the finite amplitude waves interaction problem inside truncated cone.
PublicationModel matematyczny zjawiska oddziaływania fal o dużej amplitudzie dla przetwornika kołowego zbudowanego w oparciu o równanie KZK. Rozwiązania zagadnienia poszukiwano wewnątrz stożka ściętego. Do rozwiązania zagadnienia zastosowano metodę różnic skończonych. Podano przykładowe wyniki badań numerycznych.
-
Finite difference approximations for nonlinear first order partial differential equations
PublicationKlasyczne rozwiązania nieliniowych równań różniczkowych o pochodnych cząst-kowych pierwszego rzędu są aproksymowane za pomocą równań quasiliniowych uk-ładów równań różniczkowych. Dowód zbieżności wykorzystuje metody porównawcze
-
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...
-
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.
-
Analysis of Corrugated Coaxial Line with the Use of Body of Revolution and Finite Element Method
PublicationA combination of the body-of-revolution and finite element methods is utilized to the analysis of coaxial lines with corrugated rod and wall. Both periodic and non-periodic structures can be investigated. As the structure is axially symmetrical the two dimensional scalar-vector finite element method can be used, which allows for the investigation of complex geometries and is computationally efficient. A generalized impedance matrix...
-
Reliable Greedy Multipoint Model-Order Reduction Techniques for Finite-Element Analysis
PublicationA new greedy multipoint model-order reduction algorithm for fast frequency-domain finite-element method simulations of electromagnetic problems is proposed. The location of the expansion points and the size of the projection basis are determined based on a rigorous error estimator. Compared to previous multipoint methods, the quality of the error estimator is significantly improved by ensuring the orthogonality of the projection...
-
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...
-
Finite element modelling of a historic church structure in the context of a masonry damage analysis
PublicationThe paper includes a case study of modelling a real historic church using the finite element method (FEM) based on laser scans of its geometry. The main goal of the study was the analysis of the causes of cracking and crushing of masonry walls. An FEM model of the structure has been defined in ABAQUS. A non-linear dynamic explicit analysis with material model including damage plasticity has been performed. A homogenization procedure...
-
Macromodels for Efficient Analysis of Open-Region Problems Using the Finite Element Method
PublicationThis paper presents a local model-order reduction, called macromodeling, applied to speed-up the simulations of open-region problems, analyzed by means of finite element method. This technique is illustrated by a numerical example, which deals with a dielectric resonator antenna (DRA). The obtained results show that the proposed approach is reliable and can significantly increase the standard finite element method efficiency.
-
Diagonalized Macromodels in Finite Element Method for Fast Electromagnetic Analysis of Waveguide Components
PublicationA new technique of local model-order reduction (MOR) in 3-D finite element method (FEM) for frequency-domain electromagnetic analysis of waveguide components is proposed in this paper. It resolves the problem of increasing solution time of the reduced-order system assembled from macromodels created in the subdomains, into which an analyzed structure is partitioned. This problem becomes particularly relevant for growing size and...
-
Finite-difference time-domain analyses of active cloaking for electrically-large objects
PublicationInvisibility cloaking devices constitute a unique and potentially disruptive technology, but only if they can work over broad bandwidths for electrically-large objects. So far, the only known scheme that allows for broadband scattering cancellation from an electrically-large object is based on an active implementation where electric and magnetic sources are deployed over a surface surrounding the object, but whose ‘switching on’...
-
Optimizing the computation of a parallel 3D finite difference algorithm for graphics processing units
PublicationThis paper explores the possibilities of using a graphics processing unit for complex 3D finite difference computation via MUSTA‐FORCE and WENO algorithms. We propose a novel algorithm based on the new properties of CUDA surface memory optimized for 2D spatial locality and compare it with 3D stencil computations carried out via shared memory, which is currently considered to be the best approach. A case study was performed for...
-
Membrane shell finite element for textile fabric modelling numerical and experimental aspects
PublicationW pracy omówiono podstawowe problem numeryczne pojawiające się przy projektowaniu przekryć z tkanin technicznych. Przedstawiono eksperymenty potrzebne do identyfikacji właściwości mechanicznych takich tkanin.
-
Half-order analytical modelling of ferromagnetic sheet. Validation with finite elements simulation
Publication -
Response of the local pair superconductor to the static vector potential at finite wave length
Publication -
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 -
Metoda elementów skończonych w stomatologii = Finite elements method in dental surgery.
PublicationPrzedstawiono wyniki analizy możliwości zastosowania metody elementów skończonych w stomatologii. Wskazano wierunki możliwych zastosowań.
-
FEM (Finite Element Method) Numeric Analyses of the Syrenka S201 Car Model
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...