Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelling of dynamic modes in a DC motor for electric vehicle

Lyshuk Viktor, Tkachuk Anatolii, Moroz Sergiy, Yevsiuk Mykola, Khvyshchun Mykola, Prystupa Stanislav, Zablotskyi Valentyn

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2026

|

T. 16, nr 1

48--55

EN

The paper investigates mathematical models of a DC electric motor with independent excitation for electric vehicles and PWM as a speed control method. Differential equations of electromechanical state are written in normal Cauchy form. This representation simplifies the computational process, since integration is carried out by the explicit numerical method of Runge-Kutta of the fourth order, which is simpler than implicit and more accurate than single-step explicit methods. The symbolic programming language Force 2.0, which is a variant of the Fortran language, is used for modelling. Compared to mathematical packages of simulation modelling, it is convenient in terms of low time costs for compiling the program itself, since the program includes model equations together with initial conditions, a numerical method, and an integration procedure. The developed models take into account electromagnetic couplings of the motor's electrical circuits and make it possible to simulate dynamic operating modes. Such models can be used to analyse the operation of motors both autonomously and as an element of an electromechanical system, including valve converters. The operation and transient modes of a DC motor are simulated, the simulation results are given, and their analysis is presented. The results confirmed the correctness of the chosen approach to modelling and numerical methods, as well as compliance with the classical theory of electric machines.

PL

W artykule zbadano modele matematyczne silnika elektrycznego prądu stałego z niezależnym wzbudzeniem dla pojazdów elektrycznych oraz PWM jako metodę regulacji prędkości. Równania różniczkowe stanu elektromechanicznego zapisano w postaci normalnej Cauchy'ego. Takie przedstawienie upraszcza proces obliczeniowy, ponieważ całkowanie przeprowadza się za pomocą jawnej metody numerycznej Runge-Kutta czwartego rzędu, która jest prostsza od metod niejawnych i dokładniejsza od metod jawnych jednoetapowych. Do modelowania wykorzystano symboliczny język programowania Force 2.0, który jest odmianą języka Fortran. W porównaniu z pakietami matematycznymi do modelowania symulacyjnego jest on wygodny pod względem niskich kosztów czasowych kompilacji samego programu, ponieważ program zawiera równania modelu wraz z warunkami początkowymi, metodą numeryczną i procedurą integracji. Opracowane modele uwzględniają sprzężenia elektromagnetyczne obwodów elektrycznych silnika i umożliwiają symulację dynamicznych trybów pracy. Modele takie mogą być wykorzystywane do analizy pracy silników zarówno autonomicznie, jak i jako element układu elektromechanicznego, w tym przetworników zaworowych. Symulowano pracę i tryby przejściowe silnika prądu stałego, podano wyniki symulacji i przedstawiono ich analizę. Wyniki potwierdziły poprawność wybranego podejścia do modelowania i metod numerycznych, a także zgodność z klasyczną teorią maszyn elektrycznych.

2

Analysis of selected cases of imbalance and dynamic properties of turbocharger rotating assemblies

Mazurkow Aleksander, Homik Wojciech, Matuszak Marcin

Transport Problems

|

2025

|

T. 20, z. 3

175--188

EN

The efficiency and reliability of the propulsion system of, for example, a vessel equipped with a supercharged combustion engine, largely depend on a properly working turbocharger. Despite the use of a sophisticated bearing system and a turbocharger rotating assembly, its constructors struggle with ensuring its dynamic stability. This study presents a dynamic model of a turbocharger rotating system, along with the corresponding numerical calculations. The model addresses the issue of vibration damping in non-locating plain bearings and its impact on the rotating unit of the turbocharger. As a result of numerical calculations, the areas of stable operation of the rotating unit were obtained. It can be concluded that the floating ring bearings used in the turbocharger effectively suppress the vibroacoustic effects accompanying the operating rotating assembly. Furthermore, the analyses indicate that the causes of turbocharger malfunction can be attributed to excessive imbalance in the rotating assembly and the improper stiffness of the rotating unit. The presented research may be beneficial in practice, providing insight into how to extend the service life of not only the power unit itself, but also the turbocharger.

3

Modele numeryczne ciała człowieka umożliwiające analizę i projektowanie nowoczesnych systemów łączności bezprzewodowej

Januszkiewicz Łukasz

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2025

|

nr 4

25--31

PL

W artykule przedstawione zostały modele numeryczne ciała człowieka umożliwiające przeprowadzenie symulacji komputerowych nowoczesnych systemów łączności bezprzewodowej. Omówione zostały ograniczenia modeli pełnofalowych, w przypadku zastosowania ich do analizy systemów wykorzystujących wielkie częstotliwości. Następnie zaprezentowane zostały modele służące do analizy efektu przesłonięcia łącza bezprzewodowego ciałem człowieka, wykorzystujące jednorodną teorię dyfrakcji. Omówione zostały również modele pozwalające wyznaczyć gęstość mocy fali elektromagnetycznej we wnętrzu ciała. Skupiono się na modelach bazujących na śledzeniu promieni oraz modelach wykorzystujących techniki głębokiego uczenia (Deep-Learning) i sztuczne sieci neuronowe. Wskazano również kierunki rozwoju modeli ciała człowieka w kontekście systemów 6 generacji.

EN

This article presents numerical human body models that enable computer simulations of modern wireless communication systems. Limitations of full-wave models when applied to the analysis of systems utilizing high frequencies are discussed. Subsequently, models for analyzing the human body shadowing effect on wireless links, employing the uniform theory of diffraction, are introduced. Additionally, models for determining the power density of electromagnetic wave within the body are discussed. The focus is on ray-tracing based models and models utilizing deep-learning techniques and artificial neural networks. Directions for the development of human body models in the context of 6th generation systems are also indicated.

4

Overview of calculation techniques of extreme wave loads on stationary offshore oil and gas platforms

Mustafayev Vahid T., Nasirov Chingiz R.

Nafta-Gaz

|

2025

|

R. 81, nr 3

210--216

EN

Offshore stationary oil and gas platforms are continuously subjected tovarious dynamic loads, including wave, wind, seismic, and equipment-induced forces. Among these, wave loads have the most detrimental effect on the stability of offshore installations. When waves impact the structure, they cause material degradation, vibrations, and other damage to structural elements. Occasionally, offshore structures may be struck by extremely large waves, which can lead to catastrophic consequences. The occurrence of such waves is less predictable than other hazardous natural phenomena, such as hurricanes. Extreme wave loads are considered during the design phase and are typically evaluated using scaled models in special water pools. Various techniques exist for modeling these extreme wave loads, allowing for cost reduction and acceleration of the design process for offshore installations. The article examines different techniques used to calculate velocity distributions in a fluid medium under the influence of giant waves on offshore oil and gas installations. A brief analysis of research on the effects of tsunami waves on barriers (vertical walls and cylinders), idealizing some of the main types of offshore installations, is also presented. Wave loads play a significant role in the Caspian Sea where, based on the operating experience of various offshore oil and gas installations, such wave loads can cause significant damage to different types of platforms. For this reason, correct modeling of various dynamic loads, especially giant waves, during the design stage plays a pivotal role in ensuring safety of personnel and the environment.

PL

Stacjonarne morskie platformy ropne i gazowe są nieustannie narażone na różne obciążenia dynamiczne, w tym fale, wiatr, wstrząsy sejsmiczne oraz siły generowane przez pracujące urządzenia. Spośród tych czynników to obciążenia falowe mają najbardziej destrukcyjny wpływ na stabilność konstrukcji morskich. Oddziaływanie fal na platformy prowadzi do degradacji materiałów, powstawania wibracji oraz uszkodzeń elementów konstrukcyjnych. Czasami konstrukcje morskie są poddawane uderzeniom ekstremalnie wysokich fal, co może mieć katastrofalne skutki. Występowanie takich fal jest trudniejsze do przewidzenia niż innych zjawisk naturalnych, takich jak huragany. Ekstremalne obciążenia falowe są uwzględniane już na etapie projektowania i zazwyczaj analizowane przy użyciu modeli skalowanych w specjalnych basenach badawczych. Istnieje wiele technik modelowania tych obciążeń, co pozwala na redukcję kosztów oraz przyspieszenie procesu projektowania morskich instalacji. Artykuł omawia różne metody wykorzystywane do obliczania rozkładów prędkości w środowisku wodnym pod wpływem olbrzymich fal działających na morskie platformy naftowe i gazowe. Przedstawiono także krótką analizę badań nad wpływem fal tsunami na bariery (ściany pionowe i cylindry), które symulują niektóre z głównych typów morskich instalacji. Obciążenia falowe odgrywają szczególną rolę na Morzu Kaspijskim, gdzie – na podstawie doświadczeń eksploatacyjnych różnych morskich platform ropnych i gazowych – mogą powodować znaczne uszkodzenia różnych typów konstrukcji. Z tego względu prawidłowe modelowanie różnych obciążeń dynamicznych, w tym zwłaszcza ogromnych fal, na etapie projektowania odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa personelu, jak również ze względu ochrony środowiska.

5

Modeling dynamic and static operating modesof a low-power asynchronous electric drive

Lyshuk Viktor, Moroz Sergiy, Selepyna Yosyp, Zablotskyi Valentyn, Yevsiuk Mykola, Satsyk Viktor, Tkachuk Anatolii

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2025

|

T. 15, nr 2

118--123

EN

The article presents a mathematical model of the asynchronous motor in oblique coordinates, based on differential equations expressed in the standard Cauchy form. The differential equations of traditional models are implicitly formulated; therefore, during numerical implementation for prolonged processes, matrix coefficient rotation leads to significant time expenditure and the accumulation of errors during integration. This complex task is proposed to be addressed by ensuring that the differential equations of the electromechanical state are non-stiff and, importantly, written in standard Cauchy form. The standard Cauchy form is essential for analyzing asynchronous motors, as changes in the number of unknowns significantly restructure the coefficient matrix. This formulation of the equations is convenient for numerical integration, as explicit methods, which are considerably simpler than implicit methods, can be implemented. To create a mathematical model, coordinate transformations were performed based on the classical theory of electric machines. The advantage of the proposed method of using different coordinate axes is the possibility of analyzing new variables and obtaining constant coefficients in the equations of state of the electric motor. The model accounts for the electromagnetic interactions of the motor’s electrical circuits and their nonlinearity, enabling the simulation of electromagnetic and electromechanical processes. Transitional operating modes of the asynchronous motor have been modeled and analyzed. The proposed model can be utilized for analyzing the operation of motors both as standalone elements and as components of an electromechanical system. It is demonstrated that this model aligns with classical electrical machine theory. Simulation results are provided, along with their analysis.

PL

W artykule przedstawiono model matematyczny silnika asynchronicznego we współrzędnych ukośnych, oparty na równaniach różniczkowych wyrażonych w standardowej postaci Cauchy'ego. Równania różniczkowe tradycyjnych modeli są sformułowane w sposób niejawny, dlatego podczas implementacji numerycznej dla długotrwałych procesów rotacja współczynników macierzy prowadzi do znacznych nakładów czasu i akumulacji błędów podczas całkowania. To złożone zadanie proponuje się rozwiązać poprzez zapewnienie, że równania różniczkowe stanu elektromechanicznego są niesztywne i, co ważne, zapisane w standardowej postaci Cauchy'ego. Standardowa postać Cauchy'ego jest niezbędna do analizy silników asynchronicznych, ponieważ zmiany liczby niewiadomych znacząco zmieniają macierz współczynników. Takie sformułowanie równań jest wygodne dla całkowania numerycznego, ponieważ można zaimplementować metody jawne, które są znacznie prostsze niż metody niejawne. W celu stworzenia modelu matematycznego przeprowadzono transformacje współrzędnych w oparciu o klasyczną teorię maszyn elektrycznych. Zaletą zaproponowanej metody wykorzystania różnych osi współrzędnych jest możliwość analizy nowych zmiennych i uzyskania stałych współczynników w równaniach stanu silnika elektrycznego. Model uwzględnia oddziaływania elektromagnetyczne obwodów elektrycznych silnika i ich nieliniowość, umożliwiając symulację procesów elektromagnetycznych i elektromechanicznych. Zamodelowano i przeanalizowano przejściowe tryby pracy silnika asynchronicznego. Zaproponowany model może być wykorzystany do analizy działania silników zarówno jako samodzielnych elementów, jak i komponentów systemu elektromechanicznego. Wykazano, że model ten jest zgodny z klasyczną teorią maszyn elektrycznych. Przedstawiono wyniki symulacji wraz z ich analizą.

6

Energetyka jądrowa i radioanalityka

Szarłowicz Katarzyna, Cetnar Jerzy, Fornalik-Wajs Elżbieta, Gurgul Sebastian, Jędrzejek Filip, Kawalec Anna, Kopeć Mariusz, Kwapisz Elżbieta, Lipka Bogdan, Łaszyńska Ewa, Oettingen Mikołaj, Pieńkowski Ludwik, Zbroja Katarzyna

Energetyka Rozproszona

|

2025

|

nr 13-14

195--206

PL

Artykuł przedstawia wieloaspektowe podejście do wykorzystania radionuklidów w kontekście ochrony środowiska i energetyki jądrowej oraz zasady przygotowania i prawidłowego użytkowania przyrządów dozymetrycznych stosowanych w ochronie radiologicznej. Omówiono zarówno znaczenie naturalnych i sztucznych izotopów promieniotwórczych w monitoringu środowiskowym, jak i innowacyjne metody odzysku uranu z odpadów. Zwrócono uwagę na kluczową rolę technik radiochemicznych i metod nume\rycznych w analizie systemów jądrowych, m.in. w projektowaniu układów z paliwem torowym, analizie dawek promieniowania i ocenie materiałów konstrukcyjnych dla fuzji jądrowej. Zaprezentowano analizy numeryczne rdzenia badawczego reaktora HTR i oceniono parametry neutronowe, efektywność paliwa oraz przebieg potencjalnej awarii PLOFA. W części dotyczącej małych reaktorów modułowych (SMR) opisano aktualne strategie inwestycyjne, identyfikując wyzwania technologiczne, finansowe i lokalizacyjne.

EN

The article introduces a comprehensive approach to the application of radionuclides concerning environmental protection and nuclear energy, while also addressing the principles involved in the preparation and utilization of dosimetric instruments within radiological protection frameworks. The discussion encompasses both natural and artificial radioisotoes in the realm of environmental monitoring and explores methodologies for uranium recovery from waste products. The focus extends to the pivotal integration of radiochemical techniques and numerical methods in nutrient systems, particularly in the context of thorium fuel, energy supply, and the implications of construction materials for nuclear fusion. A numerical investigation of the HTR reactor is conducted, provi¬ding insights on neutron parameters, fuel dynamics, and the tra¬jectory of potential PLOFA risks. Additionally, in the examination of modular solutions (SMR) available for ongoing implementation, the identification of health, financial, and locational challenges is delineated.

7

Simulation of acoustic lens influence on wavefront shaping

Nowak Tomasz, Dobrucki Andrzej

Vibrations in Physical Systems

|

2024

|

Vol. 35, nr 1

art. no. 2024107

EN

The main objective of presented study is to examine the influence of an acoustic lens on shape of the wavefront. To conveniently illustrate the difference between acoustic pressure wave propagation with and without the lens, an isodynamic transducer was chosen as a source. This kind of loudspeaker generates flat wavefront as a result of approximately uniform distribution of speed and phase on the entire diaphragm. The designed lens consisted of a matrix of individual waveguides. Manipulation of size and position of output matrix in relation to input matrix allowed for achieving the desired waveguide length distribution. Differences in lengths of lens’s channels resulted in wavefront delay distribution at the output matrix. A numerical model of transducer and waveguide matrix was created to evaluate the behaviour of acoustic pressure wave propagation trough the designed lens. With stationary study, a spatial pressure distribution was calculated, in the near field and far field, in hemisphere in front of the lens as well as in hemisphere in front of just the transducer. The differences in wavefront shapes between the two cases were clearly visible in comparisons, confirming the expected pressure wave delay distribution of the lens. The resulting wavefront curvature was compared to the assumed one in theoretical design. Results of those comparisons proved the possibility of influencing the wavefront shape, by manipulating the output matrix with some caveats discussed in the paper. The data from numerical calculation of pressure propagation allowed for visualizing calculated sound pressure level distribution, adding the directivity evaluation to the comparisons.

8

Wyznaczanie dużych ugięć płaskich struktur tekstylnych z wykorzystaniem energii potencjalnej układu

Szablewski Piotr

Przegląd Włókienniczy - Włókno, Odzież, Skóra

|

2024

|

nr 1

28--33

PL

Głównym tematem artykułu jest wykorzystanie metody energetycznej do rozwiązywania równań różniczkowych ciężkiej elastyki. Metoda ta może być z powodzeniem zastosowana do modelowania dużych ugięć, takich obiektów jak np. płaski pas tkaniny lub liniowy wyrób włókienniczy. Analiza problemu opiera się na zasadzie minimalizacji energii potencjalnej układu. Występujące w pracy zależności na energię potencjalną i energię zginania zostały podane w postaci ogólnej. Do minimalizacji energii potencjalnej wykorzystano rachunek wariacyjny. Wyniki uzyskane podczas analizy można wykorzystać np. do symulacji swobodnego układania tekstyliów płaskich, jak również zginania struktur liniowych.

EN

The main topic of the article is the use of the energy method to solve differential equations describing heavy elastica. This method can be successfully used to model large deflections such objects as a flat strip of fabric or a linear textile product. The analysis of the problem is based on the principle of minimizing the potential energy of the system. The relationships for potential energy and bending energy occurring in this work are given in general form. The calculus of variations was used to minimize the potential energy. The results obtained during the analysis can be used, for example, to simulate the free folding of flat textiles as well as the bending of linear textile structures.

9

Analysis of the Effectiveness of Using a High-Accuracy Numerical Algorithm in the Simulation of Two-Phase Flow Problems

Król Marcin

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2024

|

Vol. 15, Nr 3 (57)

9--30

EN

The continuous technical development of weapons and ammunition, as well as the growing requirements placed on new equipment, require the use of modern tools for their designing and testing. The analysis of the operation of powder propellant systems, which is the focus of interior ballistics, requires particularly specialised tools due to the complexity of the phenomena occurring during a shot. The development of numerical methods and the increase in the computing power of modern computers have enabled the modelling and simulation of highly complex physical problems and the development of numerical schemes with a theoretically arbitrary high order of accuracy. In this study, an attempt was made to develop a one-dimensional model of two-phase flows with a high order of solution accuracy in time, based on the finite volume method. The use of a two-phase flow model in the context of interior ballistics allows, among other things, the analysis of wave phenomena occurring during firing, which is crucial for safety reasons, especially in tank guns. The developed algorithm for solving two-phase systems was checked using recognised test problems for this type of model. The results of the work will be used to develop a numerical model to solve the main problem of interior ballistics.

PL

Ciągły rozwój techniczny broni i amunicji oraz rosnące wymagania stawiane nowym konstrukcjom wymuszają zastosowanie nowoczesnych narzędzi do ich projektowania i badania. Analiza działania prochowych układów miotających, będąca w centrum zainteresowania balistyki wewnętrznej, wymaga szczególnie wyspecjalizowanych narzędzi, ze względu na złożoność zjawisk zachodzących podczas strzału. Rozwój metod numerycznych oraz wzrost mocy obliczeniowej współczesnych komputerów umożliwił modelowanie i symulację wysoce złożonych problemów fizycznych oraz opracowanie schematów numerycznych o teoretycznie dowolnie wysokim rzędzie dokładności. W niniejszej pracy została podjęta próba opracowania jednowymiarowego modelu przepływów dwufazowych o wysokim rzędzie dokładności rozwiązania w czasie, na podstawie metody objętości skończonych. Zastosowanie modelu przepływów dwufazowych, w kontekście balistyki wewnętrznej, pozwala między innymi na analizę zjawisk falowych zachodzących podczas strzału, co jest niezwykle istotne ze względów bezpieczeństwa, w szczególności dla armat czołgowych. Opracowany algorytm rozwiązywania układów dwufazowych został sprawdzony z wykorzystaniem uznanych problemów testowych dla tego typu modeli. Wyniki pracy zostaną wykorzystane w celu opracowania modelu numerycznego służącego rozwiązaniu problemu głównego balistyki wewnętrznej.

10

Numerical study of the possibility of using adhesive joints for indirect measurements for stress distribution

Kisała Piotr, Wiśniewski Paweł

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2024

|

T. 14, nr 2

51--55

EN

The article covers the subject of examining adhesive joints usage in indirect stress distribution measurements, taking into account contemporary methods of stress distribution measurements, including testing with fiber optic stress sensors. Numerical methods, in particular the finite element method, were used to calculate the stress distribution. The research carried out is described taking into account the following order – firstly, preliminary assumptions regarding sample models and simulation parameters were presented, then the course of the simulation was described, and finally, an analysis of the obtained results was carried out. A control simulation was carried out on a base-glue-fiber sample, which, due to difficulties in assessing the stress characteristics, was retaken in order to calculate the strain convertible to stress. The final results, together with the coefficients defining the measure of compatibility of the characteristics, are presented in the form of graphs and a table.

PL

Artykuł poświęcono badaniu możliwości wykorzystania połączeń klejowych do pomiarów pośrednich rozkładu naprężenia, biorąc pod uwagę współczesne metody badania rozkładu naprężenia, w tym badania przy pomocy światłowodowych czujników naprężenia. Do obliczenia rozkładu naprężenia wykorzystano metody numeryczne, a w szczególności metodę elementów skończonych. Przeprowadzone badania opisano uwzględniając następujący porządek – po pierwsze zaprezentowano wstępne założenia dotyczące modeli próbek i parametrów symulacji, następnie opisano przebieg symulacji, a ostatecznie przeprowadzono analizę uzyskanych wyników. Kontrolną symulację przeprowadzono na próbce podstawa-klej-światłowód, która z powodu trudności w ocenie charakterystyki naprężenia została powtórzona w celu obliczenia odkształcenia możliwego do przeliczenia na naprężenie. Ostateczne wyniki wraz z współczynnikami określającymi miarę zgodności charakterystyk zostały przedstawione w formie wykresów oraz tabeli.

11

Numerical and laboratory experimental analysis of the movement of silicone cleaning pigs through 90-degree bends pipe

Stetsiuk S.M., Doroshenko Ya.V., Filipchuk O.O., Daniv Z.V., Volovetskyi V.B.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2024

|

Vol. 126, nr 2

65--77

EN

Purpose: Analysis of the stress-strain state of cylindrical cleaning pigs manufactured of hyperelastic material during their movement through the pipe bends of the pipelines, identification of maximum contact forces' points, and places of their separation from the inner wall. The effect of the dynamic friction coefficient between the pig's lateral surface and the pipeline's inner wall on the value of the maximum equivalent von Mises stresses in the pig is investigated – determination of the required pressure for the passage of the pig through pipeline bends. Design/methodology/approach: The finite element method performs numerical modelling of the pigs' movement through pipeline bends is performed. The non-linear properties of a hyperelastic pig material (a silicone compound with a hardness of 30 units on the Shore scale) are described by the potential Yeoh strain energy model. The contact interaction of the pig with the inner wall of the pipe bend is modelled by a surface-to-surface contact with dynamic friction coefficients of 0.1, 0.2, and 0.3 between them. For research, pigs with a length of 60 mm, 75 mm and 90 mm with a convex front and a concave rear end were manufactured and modelled. The experimental unit was designed and mounted from metal and glass pipes, between which pipe bends were placed with a bending angle of 90° and a bending radius of 1.5 DN. The metal pipeline has an internal diameter of 49 mm and a total length of 5.3 m, and the glass pipeline is 54 mm and 5 m, respectively. The experimental installation made of glass pipes was designed for visual observation of the dynamics of the pig movement through the glass pipeline bend and from metal – for measuring the pressure during the pig movement along the straight sections and the pipeline bend. To verify the correctness of the numerical modelling, the fully calculated deformations of the cleaning pigs in the bends of the pipeline were visualized and compared with photographs of the deformations of the pigs during their movement through the glass bends of the pipelines. Findings: The bending of the pig in the pipe bend and contact forces increase equivalent von Mises stresses in the pig. Moreover, during the movement of the pig in a pipe bend, the distribution of equivalent von Mises stresses in it, as well as its deformations, changes continuously. It depends on the stage at which it is located. Numerical modelling and experiments have established that when the pig is at the stage of movement in the middle part of the pipe bend, due to bending, its lateral surface is partially separated from the inner wall of the pipe bend. With this, on the convex side of the pipe bend, the pig is separated from the wall in the front and rear parts and on the concave side – in the middle part. This separation of the lateral surface of the pig from the inner wall of the pipe bend results in the formation of a gap and cross-flows through the pig, reducing the pressure drop on it, which can lead to its sticking. For pigs made of silicone compound with a hardness of 30 units on the Shore scale to pass pipeline bends with a bending angle of 90° and a bending radius of 1.5 DN, the pressure in the pig space shall be at least twice as high as the pressure required for the pig to move along a straight section of the pipeline. Research limitations/implications: Modelling and experimental studies were performed for pigs made of silicone compound. Therefore, subsequent studies will establish the influence of other hyperelastic materials' physical and mechanical properties on the pig movement along the pipeline bends. Practical implications: The results obtained in this study allow for determining the possibility of pigs passing through the pipeline bends of gas gathering systems at gas fields and gas networks, determining the necessary pressure for this and, if necessary, optimising the geometric shape and dimensions of the pigs passing through the pipe bends. Originality/value: The influence of the location of a solid pig made of hyperelastic material in the pipeline bend and the coefficient of dynamic friction on the stress-strain state of the pig is studied. The article contains original experimental units designed and installed to study the movement of pigs through pipeline bends.

12

Numerical Analysis of the Folding of Fabric Sheets Under Given Boundary Conditions

Szablewski Piotr

Przegląd Włókienniczy - Włókno, Odzież, Skóra

|

2023

|

nr 6

36--42

EN

This paper deals with the numerical analysis of a stacking or folding of the flat textiles. This may be used for the solution of large deflection problems of flexible strips such as fabric sheets. It was assumed that during the run of bending phenomenon the flat strip of the fabric will be represented as its longitudinal section. The mathematical model of the fabric was presented as a flat deflection curve, i.e. heavy elastica. Elastica was described using the system of six first-order differential equations accompanied by a set of boundary conditions. The problem was solved by the numerical shooting method. The investigations can be used for simulation of fabric folding, stacking and for another applications from the field of textile mechanics.

PL

W artykule opisano analizę numeryczną procesu układania (składania) płaskich wyrobów tekstylnych. Przedstawiona metoda może być wykorzystana do rozwiązywania problemów dużych ugięć takich obiektów, jak np. płaski pas tkaniny. Założono, że w trakcie przebiegu zjawiska zginania płaski pas tkaniny będzie reprezentowany jako przekrój podłużny. Model matematyczny tkaniny przedstawiono w postaci płaskiej krzywej ugięcia, czyli ciężkiej elastyki. Elastyka została opisana za pomocą układu sześciu równań różniczkowych pierwszego rzędu wraz z zestawem odpowiednich warunków brzegowych. Problem rozwiązano numeryczną metodą strzału. Przeprowadzone badania i uzyskane wyniki można wykorzystać do symulacji układania tkanin oraz do innych zastosowań z zakresu mechaniki tekstyliów.

13

Water hummer in fluid networks

Osiadacz Andrzej J.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 7-8

8--14

EN

The article discusses the problem of water hammer in fluid networks (gas, water supply and in pipelines transporting two-phase fluids. Mathematical models and selected computational algorithms are given.

PL

W artykule omówiono problem uderzenia hydraulicznego w sieciach płynowych (gazowych, wodociągowych oraz w rurociągach transportujących płyny dwufazowe. Podano modele matematyczne oraz wybrane algorytmy obliczeniowe.

14

Analytical and numerical analysis of damped harmonic oscillator model with nonlocal operators

Alharthi Nadiyah Hussain, Atangana Abdon, Alkahtani Badr S.

Demonstratio Mathematica

|

2023

|

Vol. 56, nr 1

art. no. 20220230

EN

Nonlocal operators with different kernels were used here to obtain more general harmonic oscillator models. Power law, exponential decay, and the generalized Mittag-Leffler kernels with Delta-Dirac property have been utilized in this process. The aim of this study was to introduce into the damped harmonic oscillator model nonlocalities associated with these mentioned kernels and see the effect of each one of them when computing the Bode diagram obtained from the Laplace and the Sumudu transform. For each case, we applied both the Laplace and the Sumudu transform to obtain a solution in a complex space. For each case, we obtained the Bode diagram and the phase diagram for different values of fractional orders. We presented a detailed analysis of uniqueness and an exact solution and used numerical approximation to obtain a numerical solution.

15

Influence of plunger motion profile of high pressure die casting on the casting porosity and solidification rate

Żak Katarzyna, Dańko Rafał, Żak Paweł L., Kowalczyk Wojciech

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 5

art. no. e147339

EN

The high pressure die casting (HPDC) is a technique that allows us to produce parts for various sectors of industry. It has a great application in such sectors as automotive, energy, medicine, as the HPDC allows us to produce parts very fast and very cheaply. The HPDC casting quality depends on many parameters. The parameters among others, are cast alloy alloy metallurgy, filling system design, casting technology elements geometry and orientation, as well as, machine operation settings. In the article, different plunger motion schemes of the HPDC machine were taken into account. Analyses lead to learning about plunger motion influence on the casting porosity and solidification process run. Numerical experiments were run with the use of MAGMASoft® simulation software. Experiments were performed for industrial casting of water pump for automotive. Main parameter taken into account was maximal velocity of the plunger in the second phase. The analysis covered porosity distribution, feeding time through the gate, temperature field during whole process, solidification time. Cooling curves of the casting in chosen points were also analysed. Obtained results allow us to formulate conclusions that connect plunger motion scheme, gate solidification time and the casting wall thickness on the solidification rate and porosity of the casting.

16

Numerical investigation of noise generated by an axial fan installed in a pipeline

Romik Dawid

Vibrations in Physical Systems

|

2022

|

Vol. 33, nr 1

art. no. 2022104

EN

The article presents the results of numerical calculations of noise generated by an axial fan installed in a ventilation duct with a circular cross-section. The research takes into account the installation of the axial fan due to the distance of the rotor from the curvature of the pipeline. The uRANS turbulent flow modeling methods were used in the calculations. The uRANS stands for the Navier-Stokes equation with Reynolds averaging in the version that takes into account the non-stationarity of the flow. The purpose of the work is to determine the sound power in the vicinity of the sound source. The decisive parameters affecting the noise emitted will be the length of the installation in front of and behind the rotor. The propagation of acoustic disturbances in the far field was modeled using the aeroacoustic analogy of Ffowcs-Williams and Hawkings. Based on the calculations, the directional characteristics of the sound source were determined.

17

Analiza porównawcza wybranych metod symulacji nieustalonego przepływu gazu w gazociągu

Osiadacz Andrzej J.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2022

|

Nr 2

25--31

PL

Celem niniejszego artykułu jest porównanie wykorzystując prosty gazociąg dwóch różnych metod (metody charakterystyk oraz metody prostych) do symulacji nieustalonego przepływu gazu w sieciach gazowych. Założono, że nieustalony przepływ jest opisany przez układ równań quasi-liniowych hiperbolicznych. Rezultaty badań wykazały, że metoda prostych jest zdecydowanie bardziej przydatna do symulacji stanów nieustalonych.

EN

The purpose of this paper is to compare using simple gas pipeline two different numerical methods (the method of characteristics and the method of lines) which can be used for transient simulation of gas transmission networks. It was assumed that flow through the pipe is described by set of quasi-linear hyperbolic partial differentia equations. The results of investigations have shown that the method of lines is much more efficient for this purpose.

18

Design and analysis methods for composite bonded joints

Dobrzański Przemysław, Oleksiak Witold

Transactions on Aerospace Research

|

2021

|

Nr 1 (262)

45--63

EN

A literature review on existing design and analysis methods for composite adhesively bonded joints has been conducted. Methods that might form a basis for development of practical engineering methodology for adhesively bonded joints were selected and described. Starting from the simplest and the fastest analytical methods (closed-form solutions): average shear stress, shear lag model and adhesive beam model through more complex and more time consuming numerical methods supported by finite element analysis: global models, local models, cohesive zone models. Assumptions and applicability of each method was discussed. Simple and fast methods in order to be reliable have to include many conservative assumptions and therefore may lead to over-designed structure (weight penalty). Structural optimization and weight reduction require the usage of more complex and time consuming methods. Therefore, selection of adequate methods should always be balanced against strength, durability, costs and weight.

PL

W artykule przedstawione zostały wyniki przeglądu literatury poświęconemu metodom projektowania oraz analiz wytrzymałościowych kompozytowych połączeń klejonych. Wybrane oraz opisane zostały metody, które mogą posłużyć jako podstawa do opracowania praktycznej inżynierskiej metodologii projektowania połączeń klejonych. Zaczynając od prostych oraz szybkich metod analitycznych: metoda średniego naprężenia tnącego, shear lag model, klejowy model belkowy, poprzez bardziej skomplikowane i czasochłonne metody numeryczne wspierane przez metodę elementów skończonych: modele globalne, modele lokalne, model strefy kohezyjnej. Omówiono założenia oraz odpowiedniość każdej z metod. Proste oraz szybkie metody, aby były niezawodne, muszą zawierać wiele założeń, które prowadzą do przewymiarowania struktury. W celu optymalizacji struktury oraz redukcji jej masy, bardziej złożone i czasochłonne metody muszą zostać użyte. W związku z tym, wybór odpowiedniej metody do danego zagadnienia powinien być zawsze zrównoważony pomiędzy wytrzymałością, trwałością, kosztem oraz masą.

19

Development of the Preliminary Numerical Model of the Short Recoil Operated Weapon Using the Multibody Systems

Badurowicz Przemysław, Kupidura Przemysław, Stępniak Wiesław, Fikus Bartosz

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2021

|

Vol. 12, Nr 1 (43)

27--40

EN

The paper contains a literature review of studies on several firearms operation systems and a review of articles on modern methods of calculating the kinematic characteristics of weapons. It includes the presentation of the short recoil operated 9 mm PW INKA pistol numerical model. The model was created in the MCS Adams software which uses the multibody systems. The boundary conditions for each part were specified and their implementation was determined. As the preliminary results of numerical investigations, the slide and barrel velocity and displacement curves were obtained. Comparison of a numerical solution with the literature data allowed for its qualitative verification.

PL

W artykule zawarto przegląd literaturowy opracowań dotyczących różnych zasad działania broni strzeleckiej oraz przegląd artykułów dotyczących nowoczesnych metod obliczeń kinematyki broni. Przedstawiono sposób budowy modelu numerycznego 9 mm pistoletu PW INKA działającego na zasadzie krótkiego odrzutu lufy. Model stworzono w programie komputerowym MCS Adams, który korzysta z metody układów wieloczłonowych. Opisano warunki początkowo brzegowe przyjęte dla modelu. Przedstawiono wstępne wyniki obliczeń w postaci wykresów drogi oraz prędkości w funkcji czasu i porównano je z danymi literaturowymi w celu ich weryfikacji jakościowej.

20

Mathematical model bounds for maximizing the minimum completion time problem

Jemmali Mahdi, Alourani Abdullah

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2021

|

Vol. 20, nr 4

43--50

EN

This paper focuses on the parallel machine scheduling problem related to maximizing the minimum completion time. This problem affects several industrial applications. The application of this problem in real life is very impressive. This paper is based on the development of new lower bounds for the exact solution of the studied problem. It is shown in the literature that the problem is strongly NP-hard. The first developed lower bound is obtained by utilizing the probabilistic method to generate several solutions for the lower bound. The second is based on the knapsack problem with the iterative method. These numerical methods give new, better lower bounds.