Publications
Filters
total: 554
Catalog Publications
-
Experimental and theoretical studies on resonance dynamic effects during silo flow.
PublicationPrzedstawiono badania nad rezonansowymi efektami dynamicznymi podczas przepływów silosowych. Wpływ rezonansu na wielkość naporu był analizowany przy pomocy badań doświadczalnych i obliczeń MES na bazie prawa mikropolarnego sprężysto-plastycznego. Zaproponowano efektywną metodę redukcji efektów dynamicznych.
-
Modelling of engineering materials with microstructure
PublicationArtykuł omawia różne modele do opisu lokalizacji odkształceń w postaci rys i stref ścinania w materiałach budowlanych takich jak grunt i beton. Zastosowane modele mechaniki ośrodka ciągłego i modele dyskretne.
-
Buckling of cylindrical silos containing bulk solids.
PublicationOmówiono problem wyboczenia stalowych silosów wypełnionych materiałem sypkim. Obliczenia wykonano dla płaskiego stanu odkształcenia i dla osiowo-symetrycznego. Zachowanie materiału sypkiego było modelowane mikropolarnym hipoplastycznym prawem materiałowym, a zachowanie ścian silosu mikropolarnym sprężysto-plastycznym prawem wg von Misesa. W obliczeniach uwzględniono różne formy imperfekcji na ścianach. Wyniki porównano z silosami...
-
Discrete methods to describe the behaviour of quasi-brittle and granularmaterials.
PublicationPrzedstawiono dwie metody dyskretne do opisu zachowania się materiałów kruchych i granulowanych. W pierwszym przypadku zastosowano model kratownicowy,natomiast w drugim przypadku model aparatu komórkowego. Wyniki symulacji porównano z wynikami doświadczalnymi.
-
Efektywna metoda redukcji efektów dynamicznych w silosach.
PublicationPrzedstawiono efektywną metodę redukcji nadmiernych efektów dynamicznych w silosach w wyniku rezonansu. Metoda okazała się skuteczna w małych i dużych silosach. Zastosowano blachy ryflowane w celu zwiększenia szorstkości ścian.
-
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.
-
Symulacja numeryczna ścinania w aparatach bezpośredniego i prostego ścinania. XIII Krajowa Konferencja Mechaniki Gruntów i Fundamentowania.
PublicationOmówiono wpływ różnych warunków brzegowych w dwóch różnych aparatach ścinania. Obliczenia wykonano metodą elementów skończonych na bazie mikropolarnego prawa hipoplastycznego dla aparatu bezpośredniego ścinania i prostego ścinania. Obliczenia wykonano dla piasku zagęszczonego.
-
FE studies of quasi-static mass flow in bins: the polar elasto-plastic approach
PublicationPrzedstawiono wyniki numerycznej analizy zachowania się materiału sypkiego w silosie podczas przepływu quasi-statycznego. Obliczenia wykonano metodą elementów skończonych na bazie mikropolarnego sprężysto-plastycznego prawa materiałowego.
-
A non local hypoplastic constitutive law to describe shear localization in granular bodies.
PublicationPrzedstawiono wyniki numerycznej analizy formacji stref ścinania w materiale granulowanym podczas ściskania. Zachowanie suchego piasku podczas testów ściskania w płaskim stanie odkształcenia było analizowane z zastosowaniem metody elementów skończonych i nielokalnego hipoplastycznego prawa konstytutywnego. Podczas obliczeń numerycznych zwrócono szczególną uwagę na wpływ długości charakterystycznej na nośność i szerokość...
-
Experimental and theoretical studies of resonance effects during confined flow in silos
PublicationPrzedstawiono badania nad rezonansowymi efektami dynamicznymi podczas przepływów silosowych. Wpływ rezonansu na wielkość naporu był analizowany przy pomocy badań doświadczalnych i obliczeń MES na bazie prawa mikropolarnego sprężysto-plastycznego. Doświadczenia wykonano w silosie o przekroju okrągłym i prostokątnym. Zaproponowano efektywną metodę redukcji efektów dynamicznych. Obliczenia wykonano dla dużych i małych silosów.
-
Influence of bulk solids on the buckling strength of silo shells.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej nieliniowej analizy wyboczenia powłok silosowych pustych i wypełnionych materiałem sypkim. Obliczenia wykonano dla różnych imperfekcji w powłoce. Wyniki teoretyczne porównano z wynikami doświadczalnymi wykonanymi w Uniwersytecie Karlsruhe.
-
Teoretyczne i doświadczalne wyznaczanie naporu materiałów sypkich na ściany silosów z wkładkami.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki doświadczalne i teoretyczne analizy przepływu silosowego w silosach z wkładkami i bez wkładek. Doświadczenia wykonano w silosie stalowym w skali naturalnej w Norwegii dla różnych wkładek silosowych. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu MES w oparciu o podejście Lagrangian-Eulerian i prawo Druckera-Pragera dla materiałów granulowanych.
-
Assessment of Environmental Loads in the Life Cycle of a Retail and Service Building
PublicationIn order to achieve the European Union’s climate and energy goals, investments are required, mainly in the areas of energy efficiency, renewable energy sources and infrastructure. Buildings are responsible for almost half of total energy consumption, and nearly 80% of them are energy and ecologically inefficient. The policy of European countries is increasingly more focused on facilities with the highest potential in the areas...
-
Modeling of the behavior of granular bodies using DEM with contact moments
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji badania trójosiowego dla materiałów granulowanych. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody DEM. Pokazano wpływ momentów kontaktowych na wytrzymałość próbki. Zbadano wpływ parametrów mikroskopowych.
-
Investigations of shear localization during granular silo flow with non-local hypoplastic Constitutive Model
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy lokalizacji odkształceń w materiałach granulowanych podczas przepływu w silosach. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych w podejściu ALE i mikropolarnego modelu hipoplastycznego. Pokazano wpływ szorstkości ścian silosu i zagęszczenia materiału sypkiego na typ lokalizacji.
-
Application of enhanced elasto-plastic damage models to concrete under quasi-static and dynamic cyclic loading
PublicationArtykuł omawia wyniki symulacji zachowania sie elementów betonowych poddanych zginaniu w czasie cyklicznego obciążenia. Do symulacji zastosowano 3 połączone modele sprężysto-plastyczne z degradacją sztywności i z nielokalnym osłabieniem. Wyniki symulacji porównano bezpośrednio z doświadczeniami.
-
Investigations of size effects in granular bodies during plane strain compression
PublicationArtykuł omawia deterministyczny i statystyczny efekt skali w materiałach granulowanych podczas ściskania w płaskim stanie odkształcenia. Obliczenia wykonano metodą elementów skończonych na bazie mikropolarnego prawa hipoplastycznego. Wykorzystano metodę hiperłacińskiego próbkowania w celu redukcji ilości realizacji.
-
Limits of enhanced of macro- and meso-scale continuum models for studying size effect in concrete under tension
PublicationThe paper investigates a mechanical quasi-static size effect in concrete during splitting tension at the macro- and meso-level. In experiments, five different diameters of cylindrical concrete specimens were tested. Twodimensional plane strain finite element (FE) simulations were carried out to reproduce the experimental size effect. The size effect in experiments by Carmona et al. was also simulated. Two enhanced continuum concrete...
-
FE analysis of a coupled energetic-statistical size effect in plain concrete beams with varying material properties.
PublicationThe numerical FE investigations of a coupled energetic-statistical size effect in unnotched concrete beams of similar geometry under quasi-static three point bending were performed within elasto-plasticity with non-local softening. The stochastic FE analyses were carried out with three different beam sizes. Deterministic calculations were performed with the uniform distribution of a uniaxial tensile strength. In statistical calculations...
-
Numerical mesoscopic analysis of fracture in fine-grained concrete
PublicationArtykuł omawia wyniki analizy mezoskopowej procesu pękania w betonie podczas zginania. Obliczenia wykonano na poziomie mezo wykorzystując model degradacji sztywności z nielokalnym osłabieniem. Zbadano wpływ właściwości kruszywa, stref przejściowych, nacięcia oraz długości charakterystycznej mikrostruktury na zachowanie sie betonu.
-
SFEM Analysis of Beams with Scaled Lengths including Spatially Varying and Cross-Correlated Concrete Properties
PublicationThis paper presents the results obtained for plain concrete beams under four-point bending with spatially varying material properties. Beams of increasing length but constant depth were analyzed using the stochastic finite element method. Spatial fluctuation of a uniaxial tensile strength, fracture energy and elastic modulus was defined within cross-correlated random fields. The symmetrical Gauss probability distribution function...
-
Modelling of Longitudinal Elastic Wave Propagation in a Steel Rod Using the Discrete Element Method
PublicationThe paper deals with the issue of modelling elastic wave propagation using the discrete element method (DEM). The case of a longitudinal wave in a rod with a circular cross-section was considered. A novel, complex algorithm consisting of the preparation of models and simulation of elastic waves was developed. A series of DEM models were prepared for simulations, differing in discretisation and material parameters. Additional calculations...
-
Numerical investigations of effect of indoor air quality on thermal comfort in residential buildings.
PublicationArtykuł przedstawia wyniki numeryczne MES odnośnie wpływu koncentracji CO2 w lokalnej strefie powietrza w budynkach mieszkalnych naturalnie wentylowanych na zachowanie mieszkańców. Obliczenia wykonano w 2 wymiarach. Zbadano wpływ położenia mieszkańców i prędkości wchodzącego powietrza.
-
FE investigations of dynamic shear localization in granular bodies within non-local hypoplasticity using ALE formulation
PublicationW artykule pokazano wyniki MES dotyczące powstawania lokalizacji odkształceń stycznych w materiałach granulowanych w 2 problemach dynamicznych: podczas ściskania dwuosiowego oraz przepływu silosowego. Obliczenia wykonano na bazie nielokalnego prawa hipoplastycznego. Zastosowano podejście mieszane lagranżowsko-eulerowskie.
-
Continuous and discontinuous modeling of cracks in concrete elements
PublicationW artykule przedstawiono różne sposoby modelowania rys w elementach betonowych w warunkach mieszanego sposobu obciążenia przy zastosowaniu modeli ciągłych i nieciągłych. Symulacje wykonano przy zastosowaniu 3 różnych modeli ciągłych: modelu sprężysto-plastycznego, modelu w ramach mechaniki zniszczeniowej i modelu rys rozmytych z rysami obracającymi się oraz 1 modelu nieciągłego przy zastosowaniu stref kontaktu..
-
Discrete Modelling of Micro-structural Phenomena in Granular Shear Zones
PublicationThe micro-structure evolution in shear zones in cohesionless sand for quasi-static problems was analyzed with a discrete element method (DEM). The passive sand failure for a very rought retaining wall undergoing horizontal translation towards the sand backfill was discussed. To simulate the behaviour of sand, the spherical discrete element model was used with elements in the form of rigid spheres with contacts moments.
-
Simulations of Shear Zones and Cracks in Engineering Materials Using eXtended Finite Element Method
PublicationNumerical simulations of cracks and shear zones in quasi-brittle materials are presented. Extended Finite Element Method is used to describe both cracks and shear zones. In a description of tensile cracks, a Rankine criterion is assumed. A discrete Mohr-Coulomb law is adopted for simulations of shear zones. Results of simple numerical tests: unixial tension, bending and biaxial compression are demonstrated.
-
Comparative buckling analysis of cylindrical steel silos with flat or corrugated sheets
PublicationW artykule zaprezentowano wyniki analizy wyboczeniowej cylindrycznych silosów wypełnionych materiałem sypkim wykonanych z blachy falistej usztywnionego słupami oraz z blachy płaskiej. Wykonano nieliniową analizę statyczną całego silosu z uwzględnieniem wstępnych imperfekcji geometrycznych przy zastosowaniu różnych przestrzennych modeli numerycznych MES. Wyniki analiza pokazują, że silosy z blachy falistej są bezpieczniejsze i bardziej...
-
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,...
-
Modeling of capillary fluid flow in concrete using a DEM-CFD approach
PublicationSformułowano połączone podejście do modelowania dwufazowego przepływu wody napędzanego hydraulicznie i kapilarnie w nienasyconym betonie. Proces przepływu analizowano numerycznie w mezoskali w warunkach dwuwymiarowych (2D), łącząc metodę elementów dyskretnych (DEM) z obliczeniową dynamiką płynów (CFD) w warunkach izotermicznych. Przeprowadzono w pełni sprzężone hydromechaniczne testy symulacyjne na małych próbkach betonu o uproszczonej...
-
Effect of free water on the quasi‑static compression behavior of partially‑saturated concrete with a fully coupled DEM/CFD approach.
PublicationThe work aims to numerically investigate the quasi-static response of partially fluid-saturated concrete under two-dimensional uniaxial compression at the mesoscale. We investigated how the impact of free pore fluid content (water and gas) affected the quasi-static strength of concrete. The totally and partially fluid-saturated concrete behavior was simulated using an improved pore-scale hydro-mechanical model based on DEM/CFD....
-
Natural ventilation performance of family building in cold climate during windy days
PublicationAdequately designed natural ventilation is the cheapest and easiest way to effectively remove indoor pollutants and keep the fresh air inside a building. A prediction of performance and effectiveness of ventilation in order to determine the design of a ventilation system can provide real and long term cost savings. The paper presents results of performance (air change rate ACH) and effectiveness (CO2 concentration in the breathing...
-
Simplified stability analysis of steel cylindrical silos with corrugated walls and vertical columns
PublicationIn the paper a simplified stability analysis of steel cylindrical silos composed of corru¬gated walls and vertical open-sectional columns was proposed. The whole 3D silo was modeled as a single column resting on elastic foundation provided by the silo walls. In proposed formula for the calculation of the foundation stiffness the curvature of the silo walls was taken into account. Three different analyses were carried out using...
-
Buckling of simplified models of silo with corrugated walls and vertical stiffeners
PublicationThe paper deals with buckling of cylindrical silos composed of corrugated sheets and vertical stiffeners (columns). Comprehensive finite element analyses were carried out for a perfect silo by means of a linear buckling approach. Corrugated walls were simulated as an equivalent orthotropic shell and vertical thin-walled columns as beam elements. Calculations for perfect silos with different numbers of columns made it possible to...
-
Enhanced cellulose extraction from agave plant (Agave americana Species) for synthesis of magnetic/cellulose nanocomposite for defluoridation of water
PublicationResearch on fluoride removal from water is currently focusing on the development of innovative materials for defluoridation water. The current study extracted and used enhanced cellulose from Agave americana species to synthesize a magnetic/cellulose nanocomposite for water defluoridation. Strong and light binary acids (H2SO4 and CH3COOH) were utilized to pretreat raw material to enhance cellulose extraction. Central composite...
-
Natural ventilation performance of family building in cold climate during windless time
PublicationIn this paper, the field measurements results are presented on the stack ventilation effect. The paper presents the results of performance (air change rate ACH) natural ventilation for building with inlet gap measured for the transitional season (between heating and summer season). The measurements were performed during a windless time. The house was located in northern Poland, in a cold climate region. The measurement system...
-
ECONOMICAL AND SAFE METHOD OF GRANULAR MATERIAL STORAGE IN SILOS IN OFFSHORE PORT TERMINALS
PublicationThe article discusses issues related with storage of granular materials in silos made of corrugated sheets and reinforced with vertical ribs. Advantages and disadvantages of these structures are named, and typical technological solutions used by largest silo producers are presented. Moreover, basic assumptions of Eurocode 3 are discussed in the context of determining the buckling load capacity of a ribbed jacket. Alternative methods...
-
Potential energy surfaces of the low-lying electronic states of the Li+LiCs system
PublicationAb initio quantum chemistry calculations are performed for the mixed alkali triatomic system. Global minima of the ground and first excited doublet states of the trimer are found and Born-Oppenheimer potential energy surfaces of the Li atom interacting with the LiCs molecule were calculated for these states. The lithium atom is placed at various distances and bond angles from the lithium-caesium dimer. Three-body nonadditive forces...
-
ASSESSMENT OF NATURAL VENTILATION SYSTEM FOR A TYPICAL RESIDENTIAL HOUSE IN POLAND
PublicationThe paper presents the research results of field measurements campaign of natural ventilation performance and effectiveness in a residential building. The building is located in the microclimate whose parameters differ significantly in relation to a representative weather station. The measurement system recorded climate parameters and the physical variables characterizing the air flow in the rooms within 14 days of the winter season....
-
Discrete modeling of micro-structure evolution during concrete fracture using DEM
PublicationW artykule pokazano wyniki dyskretne DEM dla betonu poddanego ściskaniu i rozciąganiu jednoosiowemu. Wyniki siła-przemieszczenie i zarysowania porównano z doświadczeniami. Szczególną uwagę zwrócono na zjawiska mikrostrukturalne podczas zarysowania na poziomie kruszywa.
-
Modelling of shear localization during granular flow within non-local hypoplasticity using material point method
PublicationArtykuł omawia wyniki numeryczne dotyczące powstawania lokalizacji odkształceń stycznych w materiałach granulowanych Obliczenia wykonano dla ściskania dwuosiowego i przypływu silosowego stosując hipoplastyczny model konstytutywny rozszerzony o długość charakterystyczną w ramach nielokalnej teorii. Zastosowano podejście punktów materialnych w celu uniknięcia nadmiernej deformacji elementów skończonych.
-
Buckling analyses of metal cylindrical silos containing bulk solids during filling
PublicationThe paper presents 3D results on stability of thin-walled cylindrical metal silos made of isotropic rolled and corrugated plates containing bulk solids. The behavior of bulk solids was described using a hypoplastic constitutive model. Nonlinear finite element (FE) analyses with both geometric and material nonlinearity were performed with a perfect and an imperfect silo shell wherein initial geometric imperfections were taken into...
-
Simulations of high-pressure fluid flow in a pre-cracked rock specimen composed of densely packed bonded spheres using a 3D CFD model and simplified 2D coupled CFD-DEM approach
PublicationW artykule zastosowano dwa różne podejścia do opisu jednofazowego przepływu płynu w wstępnie spękanej próbce skały o niskiej porowatości pod wysokim ciśnieniem. Głównym celem pracy było bezpośrednie porównanie rozkładu ciśnień, gęstości i prędkości płynów we wstępnie pękniętej próbce. Zachowanie próbki imitującej skałę zostało opisane przez gęsto upakowane połączone kohezją kulki z nakładającymi się na siebie elementami. Pierwsze...
-
Finite element investigations of granular material behaviour during cyclic wall shearing under a constant normal stiffness condition
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numnerycznej analizy zachowania sie materiałów granulowanych podczas cyklicznego ścinanai wzdłuz szorstkiej ściany z warunkiem stałej sztywności normalnej. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i mikropolarnego nodelu hipopalstycznego. Obliczenia wykonano dla róznych sztywności, początkowych wskaźników porowatości i sredniej średnicy ziarna. Wyniki numeryczne porównano...
-
3D X-ray Micro-CT Analysis of Rebar Corrosion in Reinforced Concrete Subjected to a Chloride-Induced Environment
PublicationThe paper presents experimental investigations of the concrete cover protective ability to coun-teract rebar corrosion in reinforced concrete cubes. To study and quantify the consequences of corrosion a reinforced concrete sample was subjected to chloride-induced environment in order to get corroded and combined with un-corroded sample. Chloride-accelerated technique can in-duce a high degree of corrosion within at a controlled...
-
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-studies of different aspects of shear localization in granular bodies within micro-polar hypoplasticity
PublicationArtykuł omawia wyniki różnych numerycznych symulacji lokalizacji odkształceń w materiałach granulowanych. dla dużych prędkości obciążenia. Obliczenia MES wykonano przy zastosowanie mikro-polarnego hipoplastycznego prawa konstytutywnego dla piasku rozszerzonego o lepkość. Zbadano wpływ sił bezwładności, lepkości i prędkości obciążenia.
-
Numerical investigation on behaviour of cylindrical steel tanks during mining tremors and moderate earthquakes
PublicationCylindrical steel tanks are important components of industrial facilities. Their safety becomes a crucial issue since any failure may cause catastrophic consequences. The aim of the paper is to show the results of comprehensive FEM numerical investigation focused on the response of cylindrical steel tanks under mining tremors and moderate earthquakes. The effects of different levels of liquid filling, the influence of non-uniform...
-
FE-investigations of a deterministic and statistical size effect in granular bodies within a micro-polar hypoplasticity
PublicationArtykuł omawia deterministyczny i statystyczny efekt skali w materiałach granulowanych podczas ścinania cienkiej warstwy piasku między dwoma bardzo szorstkimi ścianami. Obliczenia wykonano metodą elementów skończonych na bazie mikropolarnego prawa hipoplastycznego. Przyjęto różne wysokości warstw.
-
Buckling resistance of a metal column in a corrugated sheet silo - experiments and non-linear stability calculations
PublicationThe results of experimental and numerical tests of a single corrugated sheet silo column’s buckling resistance are presented in this study. The experiments were performed in a real silo with and without bulk solid (wheat). A very positive impact of the bulk solid on the column buckling resistance occurred. The experimental results were first compared to the buckling resistance calculated by Eurocode 3 formulae. The comparison revealed that...
-
Modelling hydraulic and capillary-driven two-phase fluid flow in unsaturated concretes at the meso-scale with a unique coupled DEM-CFD technique
PublicationThe goal of the research was to demonstrate the impact of thin porous interfacial transition zones (ITZs) between aggregates and cement matrix on fluid flow in unsaturated concrete caused by hydraulic/capillary pressure. To demonstrate this impact, a novel coupled approach to simulate the two-phase (water and moist air) flow of hydraulically and capillary-driven fluid in unsaturated concrete was developed. By merging the discrete...
-
Electronic structure and rovibrational predissociation of the 2^1Π state in KLi
PublicationAdiabatic potential energy curves of the 3^1Σ^+, 3^3Σ^+, 2^1Π and 2^3Π states correlating for large internuclear distance with the K(4s) + Li(2p) atomic asymptote were calculated. Very good agreement between the calculated and the experimental curve of the 2^1Π state allowed for a reliable description of the dissociation process through a small (∼20 cm−1 for J = 0) potential energy barrier. The barrier supports several rovibrational...
-
Experiments and numerical analyses for composite RC-EPS slabs
PublicationW artykule przedstawiono wyniki doświadczalne i numeryczne dla kompozytowych płyt złożonych z żelbetu i styropianu. Wykonano doświadczenia dla płyt w skali 1:1 podczas zginania. Wyniki doświadczalne zostały modelowane stosując 2 różne modele: sprężysto-plastyczny i połączony sprężysto-plastyczny z degradacja sztywności. Oba model zostały wyposażone w długość charakterystyczna mikrostruktury. Osiągnięto dobra zgodność miedzy...
-
Modelling of full-scale silo experiments with flow correcting inserts using material point method (MPM) based on hypoplasticity.
PublicationCharakterystyki przepływu materiałów sypkich w silosach mają znaczenie dla naporów wywieranych na ściany silosu. Można je zmieniać za pomocą różnych wkładek. W pracy omówiono wyniki liczbowe dotyczące ograniczonego przepływu niespoistego ziarnistego piasku w pełnowymiarowym silosie metalowym z różnymi symetrycznie rozmieszczonymi wkładami, służącymi do korekcji wzorca przepływu (podwójny stożek, stożek w stożku i odwrócony stożek)....
-
Hydraulic fracturing process in rocks – small-scale simulations with a novel fully coupled DEM/CFD-based thermo-hydro-mechanical approach
PublicationW artykule przedstawiono dwuwymiarową (2D) symulację numeryczną szczelinowania hydraulicznego w małej skali przeprowadzoną w próbkach skał posiadających pojedynczą szczelinę wtryskową. Wykorzystano unikalny model termo-hydro-mechaniczny (THM) w skali porów oparty na DEM/CFD do symulacji dwufazowego laminarnego przepływu płynu (wody i gazu) z przenoszeniem ciepła w nienasyconych materiałach porowatych o niskiej porowatości. Korzystając...
-
A two-scale numerical approach to granular systems
PublicationW artykule zaprezentowano wyniki dwuskalowego numerycznego podejścia do materiałów granulowanych. Na poziomie mikro materiał był modelowany przy zastosowaniu metody elementów dyskretnych, natomiast na poziomie makro przy zastosowaniu metody elementów skończonych na bazie macierzy sztywności wyznaczonej na podstawie naprężeń i odkształceń na poziomie mikro.
-
A novel DEM-based pore-scale thermal-hydro-mechanical model for fractured non-saturated porous materials
PublicationDo propagacji pęknięć wykorzystano nowy oparty na DEM, termiczno-hydromechaniczny model dwufazowego przepływu płynu w skali porów rozszerzony o wymianę ciepła w nienasyconych materiałach porowatych o małej porowatości. Wykonano obliczenia numeryczne dla kohezyjnych próbek ziarnistych przy użyciu DEM w pełni sprzężonego z CFD (opartego na sieci przepływu płynu) i wymianą ciepła, który zintegrował mechanikę dyskretną z mechaniką...
-
Numerical analyses of novel prefabricated structural wall panels in residential buildings based on laboratory tests in scale 1:1
PublicationThe paper presents experimental and numerical investigations on novel prefabricated composite building wall panels for residential building constructions. The wall panels were composed of reinforced concrete ribbed elements with the core from the EPS foam as the thermal insulation. The wall panels in the full-scale 1:1 were subjected to vertical loads. In the first step, the experiments were analysed with simple usual static methods....
-
Modelling of shear zones during quasi-static granular silo flow using material point method (MPM)
PublicationThe paper focuses on confined silo flow of cohesionless sand. The problem considered is a quasi-static flow in a plane strain model silo with parallel walls simulated with the material point method (MPM). The simulation used a non-local hypoplastic constitutive model. Initially, the paper validated the implemented numerical approach with basic element tests and a plane strain compression test. The subsequent MPM calculations for...
-
Experimental and numerical investigations on RC beams with stirrups scaled along height or length.
PublicationBelki żelbetowe (RC) ze zbrojeniem poprzecznym (strzemiona) poddane czteropunktowemu zginaniu zostały zbadane eksperymentalnie i numerycznie. Belki były skalowane wzdłuż wysokości lub długości. Były przezbrojone, aby uniknąć płynięcia zbrojenia podłużnego. W pierwszej kolejności przeprowadzono badania laboratoryjne na belkach żelbetowych ze strzemionami. Ze względu na brak podobieństwa geometrycznego zaobserwowano dwa odrębne tryby...
-
Investigations of porosity changes during granular silo flow using Electrical Capacitance Tomography (ECT) and Particle Image Velocimetry (PIV)
PublicationArtykuł omawia pomiary zmian porowatości podczas przepływu silosowego materiału granulowanego. Zastosowano 2 techniki: tomografie i optoelektroniczną DIC. Pomiary wykonano dla różnych początkowych zagęszczeń oraz szorstkości ścian.
-
On some problems in determining tensile parameters of concrete model from size effect tests
PublicationThe paper presents results of numerical simulations of size effect phenomenon in concrete specimens. The behaviour of in-plane geometrically similar notched and unnotched beams under three-point bending is investigated. In total 18 beams are analysed. Concrete beams of four different sizes and five different notch to depth ratios are simulated. Two methods are applied to describe cracks. First, an elasto-plastic constitutive law...
-
Investigations of local/global buckling of cylindrical metal silos with corrugated sheets and open-sectional column profiles
PublicationArtykuł zajmuje się problemem lokalnego/globalnego wyboczenia w cylindrycznych metalowych silosach z blachy falistej z otwartymi cienkościennymi profilami słupowymi. Obliczenia wykonano w ramach liniowej teorii bifurkacji stosując metodę elementów skończonych w programie ABAQUS. Zbadano obszernie wpływ różnych parametrów (średnica i wysokość silosów, grubość blachy falistej, wielkość fali blachy, rozstaw słupów, przekrój słupów)...
-
Application of the 3D DEM in the modelling of fractures in pre-flawed marble specimens during uniaxial compression
PublicationPrzedstawiono w tym artykule wyniki modelowania pęknięć w cylindrycznych próbkach marmurowych ze wstępnymi nacięciami w czasie jednoosiowego ściskania . Zastosowano metodę elementów dyskretnych (DEM). Zbadano propagację i koalescencję pęknięć w próbkach marmuru z istniejącymi otwartymi nacięciami pod różnymi kątami do poziomu. Wyniki numerycznych symulacji trójwymiarowych (3D) zostały bezpośrednio porównane z badaniami laboratoryjnymi....
-
FE-modeling of shear resistance degradation in granular materials during cyclic shearing under CNS condition
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy degradacji wytrzymałości na ścinanie w materiałach granulowanych podczas cyklicznego ścinania z warunkiem stałej sztywności normalnej. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i mikropolarnego modelu hipoplastycznego.
-
Investigations of quasi-static vortex structures in 2D sand specimen under passive earth pressure conditions based on DEM and Helmholtz-Hodge vector field decomposition.
PublicationArtykuł przedstawia wyniki obliczeń quasi-statycznych struktur wirowych w 2-wymiarowej próbce piasku w warunkach pasywnego parcia gruntu. Zastosowano metodę elementów dyskretnych i dekompozycję Helmholtza-Hodge’a pola wektorowego. Stwierdzono bliską zależność między wirami a miejscem powstania strefy lokalizacji odkształceń stycznych.
-
Determination of buckling strength of silos composed of corrugated walls and thin-walled-columns using simplified wall segment models
PublicationW artykule przedstawiono wyniki obszernych analiz numerycznych wyboczenia i stateczności metalowych silosów z blachy falistej wzmocnionych cienkościennymi słupami. Wykonano analizy liniowe i nieliniowe. Do obliczeń zaproponowano proste modele segmentów ścian zamiast skomplikowanych modeli całych silosów. Otrzymano bardzo dobrą zgodność wyników numerycznych. Wyniki obliczeń numerycznych porównano dodatkowo z wynikami normowymi.
-
Micro-modelling of shear localization during quasi-static confined granular flow in silos using DEM
PublicationThe paper deals with the quasi-static confined flow of cohesionless sand in a plane strain model silo with parallel walls and a slowly movable bottom. Numerical modelling was carried out by the discrete element method (DEM) using spheres with contact moments to approximately capture a non-uniform shape of sand particles. Different initial void ratios of sand and silo wall roughness grades were employed. Regular triangular grooves...
-
Early prediction of macrocrack location in concrete and other granular composite materials
PublicationHeterogeniczne kruche kompozyty, takie jak beton, ceramika i skały składają się z ziaren połączonych wiązaniami. Pytanie, czy ścieżka pęknięcia, która prowadzi do zniszczenia może być przewidziania na podstawie znanych cech mikrostrukturalnych, a mianowicie łączności wiązań, rozmiaru, energii pękania, wytrzymałości pozostają otwarte. Istnieje wiele kryteriów pęknięć. Najczęściej używane są oparte na postulowanym ekstremum naprężenia...
-
DEM investigations of two-dimensional granular vortex- and anti-vortex- structures during plane strain compression.
PublicationDEM investigations of two-dimensional granular vortex- and anti-vortex- structures during plane strain compression.
-
Shear fracture of longitudinally reinforced concrete beams under bending using Digital Image Correlation and FE simulations with concrete micro-structure based on X-ray micro-computed tomography images
PublicationThe paper presents experimental and numerical investigations of the shear fracture in rectangular concrete beams longitudinally reinforced with steel or basalt bar under quasi-static three point bending. Shear fracture process zone formation and development on the surface of beams was investigated by Digital Image Correlation (DIC) whereas thorough analyses of 3D material micro-structure, air voids, width and curvature of shear...
-
Non-standard contact conditions in generalized continua: microblock contact model for a Cosserat body
PublicationGeneralized continuum theories involve non-standard boundary conditions that are associated with the additional kinematic variables introduced in those theories, e.g., higher gradients of the displacement field or additional kinematic degrees of freedom. Accordingly, formulation of a contact problem for such a continuum necessarily requires that adequate contact conditions are formulated for the additional kinematic variables and/or...
-
Simplified numerical model for global stability of corrugated silos with vertical stiffeners
PublicationArtykuł omawia wyniki stateczności globalnej silosów z blachy falistej z pionowymi usztywnieniami. Zaproponowano uproszczony model numeryczny metody elementów skończonych do określenia stateczności. Wyniki numeryczne były bardziej dokładnie niż metody zaproponowane w Eurokodzie.
-
Monitoring the fracture process of concrete during splitting using integrated ultrasonic coda wave interferometry, digital image correlation and X-ray micro-computed tomography
PublicationThe paper deals with the continuous-time monitoring of mechanical degradation in concrete cubes under splitting. A series of experiments performed with integrated coda wave interferometry (CWI) and digital image correlation (DIC), supported with X-ray micro-computed tomography (micro-CT) is reported. DIC and micro-CT techniques were used to characterize the fracture process in detail. CWI method was proved to be effective in the...
-
Boundary effects on behaviour of granular material during plane strain compression
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji lokalizacji odkształceń w materiałach granulowanych podzcas sciskania dwuosiowego. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i mikropolarnego modelu hipoplastycznego. W pracy pokazano wpływ warunków brzegowych na globalne i loklane zachowanie sie materiału.
-
Experimental study of shear strength and failure mechanisms in RC beams scaled along height or length
PublicationArtykuł omawia wyniki doświadczalne efektu skali w belkach żelbetowych bez zbrojenia pionowego. Belki żelbetowe były zeskałowane wzdłuż wysokości i długości. Zaobserwowane 3 różne mechanizmy zniszczenia w doświadczeniach. Wyniki efektu skali porównano z niektórymi wzorami analitycznymi z literatury.
-
Investigations on fracture in reinforced concrete beams in 3-point bending using continuous micro-CT scanning
PublicationThis study explores a fracture process in rectangular reinforced concrete (RC) beams subjected to quasi-static three-point bending. RC beams were short and long with included longitudinal reinforcement in the form of a steel or basalt bar. The ratio of the shear span to the effective depth was 1.5 and 0.75. The focus was on the load–deflection diagram and crack formation. Three-dimensional (3D) analyses of the size and distribution...
-
Comparative study of high‑pressure fluid flow in densely packed granules using a 3D CFD model in a continuous medium and a simplified 2D DEM‑CFD approach. Granular Matter
PublicationIzotermiczny ściśliwy jednofazowy przepływ cieczy przez niejednorodną masę ziarnistą składającą się z gęsto upakowanych zachodzących na siebie kul imitujących skałę pod wysokim ciśnieniem zbadano numerycznie przy użyciu dwóch różnych podejść. Pierwsze podejście zwane pełnym modelem 3D CFD stosowało metodę skończonych objętości (FVM) do rozwiązania uśrednionego równania Naviera-Stokesa zakładając model naprężeń Reynoldsa (BSL) w...
-
Numerical analysis of size effect in RC beams scaled along height or length using elasto-plastic-damage model enhanced by non-local softening.
PublicationArtykuł omawia wyniki numeryczne dotyczące efektu skali w belkach żelbetowych uzyskane stosując metodę elementów skończonych. Dwuwymiarowe obliczenia wykonano dla belek żelbetowych podczas 4-punktowego zginania. Belki były skalowane wzdłuż wysokości lub długości. Beton został opisany prawem sprężysto-plastycznym z degradacją sztywności, rozszerzonym o nielokalność w osłabieniu. Wyniki numeryczne zostały porównane z wynikami doświadczalnymi....
-
Size effect at aggregate level in microCT scans and DEM simulation – Splitting tensile test of concrete
PublicationThe paper describes an experimental and numerical study of size effect on concrete cylindrical specimens in splitting tensile test. Own experimental campaign was performed on specimens with 5 various diameters from D = 74, 105, 150, 192 and 250 mm with hardboard loading strips (distributed load according to standard methods) scaled proportionally to the specimen diameter. The crack opening-control system was applied to obtain the...
-
Stability analyses of a cylindrical steel silo with corrugated sheets and columns
PublicationW artykule przedstawiono wyniki obliczeń stateczności silosów z blachy falistej ze słupami. Wykonano analizy linowe i analizy nieliniowe stosując metody elementów skończonych. W obliczeniach uwzględniono model przestrzenny powłokowy oraz uproszczony model przestrzenny z blachy ortotropowej z belkami. Wyniki numeryczne porównano z Eurokodem.
-
Coupled evolution of preferential paths for force and damage in the pre-failure regime in disordered and heterogeneous, quasi-brittle granular materials.
PublicationMetoda elementów dyskretnych (DEM) została wykorzystana do symulacji betonu poddanego jednoosiowemu rozciąganiu. Beton modelowano jako materiał losową heterogeniczy 2/3-fazowy, złożony z cząstek kruszywa, matrycy cementowej i stref przejściowych międzyfazowej. Odkryto dowody na zoptymalizowaną transmisję siły, scharakteryzowaną przez dwa nowe wzorce, które przewidują i wyjaśniają sprzężoną ewolucję ścieżki siły i uszkodzenia od...
-
Modelling reinforced concrete beams under mixed shear-tension failure with different continuous FE approaches
PublicationThe paper presents quasi-static numerical simulations of the behaviour of short reinforced concrete beams without shear reinforcement under mixed shear-tension failure using the FEM and four various constitutive continuum models for concrete. First, an isotropic elasto-plastic model with a Drucker-Prager criterion defined in compression and with a Rankine criterion defined in tension was used. Next, an anisotropic smeared crack...
-
Relationship between vortex structures and shear localization in 3D granular specimens based on combined DEM and Helmholtz-Hodge decomposition.
PublicationRelationship between vortex structures and shear localization in 3D granular specimens based on combined DEM and Helmholtz-Hodge decomposition. Granular Matter, doi:10.1007/s10035-018-0815-0, 2018.
-
Influence of input data on airflow network accuracy in residential buildings with natural wind - and stack - driven ventilation.
PublicationW artykule omówiono wpływ danych wejściowych na dokładność modelu przepływu sieciowego powietrza w budynkach mieszkalnych z naturalną i kominową wentylacją. Zastosowano połączony model AFN-BES. Wyniki numeryczne omówiono dla 8 różnych przypadków z różnymi danymi ciśnienia wiatru. Wyniki pokazały, że ogromny wpływ danych wejściowych dotyczących ciśnienia wiatru na wyniki numeryczne.
-
FE-calculations of stress distribution under prismatic and conical sandpiles within hypoplasticity
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej rozkładu naprężeń pod pryzmatycznymi i stożkowymi stosami piasku w ramach mikropolarnej hipoplastyczności. Wyniki pokazują, że rozkład naprężeń zależy od sposobu napełnienia stożku piaskiem. W niektórych przypadkach, maksymalne naprężenie nie występuje w środku stosu piasku.
-
Contact force network evolution in active earth pressure state of granular materials: photo‑elastic tests and DEM
PublicationArtykuł omawia ewolucję sieci sił kontaktowych w materiałach granulowanych podczas quasi-statycznego stanu aktywnego. Doświadczenia foto sprężyste zostały wykonane dla kulek szklanych. Doświadczenia zostały symulowane stosując metodę elementów dyskretnych (DEM). Model DEM prawidłowo przewidział strukturę sił kontaktowych i ich wielkość, lokalizację odkształceń oraz obszary zmian fazowych.
-
Experiments and FE analyses on airborne sound properties of composite structural insulated panels
PublicationArtykuł przedstawia wyniki doświadczalne i numeryczne odnośnie właściwości akustycznych paneli budowlanych. Jako panele zastosowano płyty kompozytowe konstrukcyjno-izolacyjne CSIP. Obliczenia numeryczne wykonano MES stosując podejście zaproponowane w pakiecie ABAQUS. Wyniki MES porównano bezpośrednio z doświadczeniami. Zaproponowano różne spsoby poprawy właściwości akustycznych paneli.
-
Determination of representative volume element in concrete under tensile deformation
PublicationW artykule podano sposoby określenia elementu reprezentatywnej objętości w betonie podczas rozciągania. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu izotropowego modelu degradacji sztywności rozszerzonego o długość charakterystyczną mikrostruktury w ramach teorii nielokalnej. Zaproponowano 2 różne metody wyznaczania elementu reprezentatywnej objętości niezależnego od warunków brzegowych.
-
Application of linear buckling sensitivity analysis to economic design of cylindrical steel silos composed of corrugated sheets and columns
PublicationThe paper deals with global stability of steel cylindrical silos composed of corrugated walls and vertical columns with loads imposed by a bulk solid following Eurocode 1. The optimum silo design with respect to the steel weight was based on a sensitivity analysis method. The changes of silo column profiles at each design step were performed by means of influence lines for the buckling load factor due to the unit column bending...
-
Co-simulation strategy of transient CFD and heat transfer in building thermal envelope based on calibrated heat transfer coefficients
PublicationThe paper presents a strategy to develop a fully transient numerical model of a heat transfer in building, using a transient CFD model of indoor air and a thermal envelope model, running in a co-simulation. The strategy relies on the utilization of RANS with a high-Re turbulence model and a wall function, which enables to use a coarse computational mesh limiting the computational time. Since wall functions give invalid heat transfer...
-
Experimental investigation of the flow pattern and wall pressure distribution in a silo with double-cone insert
PublicationArtykuł opisuje przeprowadzone badania przepływów silosowych i naporu materiałów sypkich podczas napełniania i opróżniania silosu o średnicy 2.5 m wyposażonego we wkładkę "podwójny stożek". Badania przeprowadzane były w Instytucie Badawczym Tel-Tek w Norwegii. Materiałem użytym był suchy piasek. Napór na ścianę mierzony był bezpośrednio za pomocą 10 czujników wbudowanych w ścianę. Badania eksperymentalne pokazały duży wpływ wkładki...
-
Field investigations of stack ventilation in a residential building with multiple chimneys and tilted window in cold climate
PublicationArtykuł przedstawia wyniki pomiarów wykonanych w budynku mieszkalnym w północnej Polsce w zimnym klimacie podczas zimy i lata. Budynek zawierał kominy i uchylne okna. Pomierzono lokalne i wewnętrzne warunki klimatu oraz prędkości powietrza. Zaproponowano zmodyfikowany model uchylnych okien oparty na modelu wentylacji jednokierunkowej.
-
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...
-
FE-investigations of micro-polar boundary conditions along interface between soil and structure
PublicationW artykule zaproponowano mikropolarne warunki brzegowe w strefie kontaktu materiału granulowanego ze ścianą konstrukcji. Warunki te umożliwiają wyznaczenie grubości strefy kontaktu w zależności od szorstkości ściany. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i mikropolarnego modelu hipoplastycznego.
-
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...
-
Stability of cylindrical steel silos composed of corrugated sheets and columns based on FE analyses versus Eurocode 3 approach
PublicationComprehensive static and dynamic 3D stability finite element analyses of a cylindrical steel silo composed of corrugated sheets and open thin-walled vertical stiffener profiles were carried out by taking the geometric and material non-linearity into account. The silowas subjected to axisymmetric and non-axisymmetric loads imposed by a bulk solid following Eurocode 1. Theoretical and measured initial geometric imperfections were...
-
Human friendly architectural design for a small Martian base
PublicationW artykule przedstawiono architektoniczny projekt przyjaznej człowiekowi bazy marsjańskiej. Stworzony on został na podstawie analizy warunków na Marsie, dostępnych obecnie technologii i problemów socjopsychologicznych w izolowanych habitatach w warunkach ekstremalnych, a także w odniesieniu do Marsjańskiej Misji Wzorcowej opracowanej przez NASA. Autorzy szczególną uwagę poświęcili czynnikowi ludzkiemu, który nie może zostać zaniedbany...
-
Application of Electrical Capacitance Tomography for bulk solids flow analysis in silos
PublicationW artykule przedstawiono wyniki aplikacji metody ECT w analizie przepływów materiałów sypkich, zarówno bezkohezyjnych, jak również kohezyjnych. Omówiono podstawy techniczne metody ECT, przeprowadzono dyskusje parametrów zmiennych (zagęszczenie początkowe, szorstkość ścian).
-
FE-investigation of shear localization in granular bodies under high shear rate
PublicationArtykuł omawia wpływ prędkości ścinania an lokalizację odkształceń wwąskiej warstwie piasku poddanej ścinaniu. Obliczenia wykonano przyzastosowaniu metody elementów skończonych i mikropolarnego modeluhipoplastycznego rozszerzonego o lepkość.